TWI811223B - 樹脂組成物、樹脂薄片、電路基板、及半導體晶片封裝體 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題係提供一種在發色、最低熔融黏度及玻璃轉移溫度等的特性中能取得平衡之同時,可抑制碳黑之凝集的樹脂組成物。
本發明之樹脂組成物,其包含:(A)環氧樹脂、(B)無機填充材、(C)DBP吸收量為130cm3/100g以下的碳黑及(D)玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂。
Description
本發明為關於樹脂組成物。進而本發明為關於使用該樹脂組成物而得到的樹脂薄片、電路基板及半導體晶片封裝體。
近年來正進行著電子機器的小型化、高性能化。伴隨於此,在半導體封裝基板中被要求著增層(build-up layer)的複層化、配線的微細化及高密度化。又,隨著智慧型手機、平板型裝置之普及,薄型化之要求變強。於此,要求著使芯材薄型化、或採用無芯構造的薄型封裝基板。為了實現如此般的薄型封裝基板,對於絕緣層係要求著即便是薄但亦為高絕緣性。
另一方面,絕緣層係有被要求包含碳黑來使其著色之情形。例如,專利文獻1中揭示一種樹脂組成物,其包含碳黑來作為膠渣(smear)抑制成分。又,專利文獻2中揭示一種包含玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂的樹脂組成物。
[專利文獻1]日本特開2014-005464號公報
[專利文獻2]日本特開2014-095047號公報
本發明人為了提高絕緣層的玻璃轉移溫度並使耐熱性提升,已嘗試了將無機填充材調配至樹脂組成物中。又,本發明人為了將樹脂組成物的熔融黏度調整至適當之值以改善樹脂薄片之層合性,已嘗試了將玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂調配至樹脂組成物中。然後,本發明人在包含組合該等無機填充材及高分子樹脂而成的樹脂組成物中,為了提升物性平衡而進行了研究。
在該研究中本發明人發現,將如此般的樹脂組成物使用於以碳黑來進行著色之用途之情形時,可能會產生碳黑之凝集。依據本發明人之研究係認為,如前述般的碳黑之凝集是因為碳黑與無機填充材及高分子樹脂之間的相溶性不同所產生。
若產生碳黑之凝集時,絕緣層之發色會受到凝集之影響,而有無法得到所希望的色調之情形。又,因碳黑之凝集,而產生可目視辨別程度之大小的碳黑缺點的凝集塊時,即便是樹脂組成物之品質無問題,但商品價值仍會有被低評之情形。
本發明係有鑑於前述課題所提案之發明,本發明之目的為提供:一種在發色、最低熔融黏度及玻璃轉移溫度等的特性中能取得平衡之同時,可抑制碳黑之凝集的樹脂組成物;一種具有樹脂組成物層的樹脂薄片,所述的樹脂組成物層包含前述的樹脂組成物;一種包含絕緣層的電路基板,所述的絕緣層係藉由前述的樹脂組成物的硬化物所形成者;以及,一種半導體晶片封裝體,其包含前述的樹脂組成物的硬化物。
本發明人為了解決前述課題而進行深入之研究。其結果發現,組合包含(A)環氧樹脂、(B)無機填充材、(C)DBP吸收量為指定值以下的碳黑及(D)玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂而成的樹脂組成物,可解決前述課題,因而完成本發明。
即,本發明為如同下述之發明。
[1].一種樹脂組成物,其包含:(A)環氧樹脂、(B)無機填充材、(C)DBP吸收量為130cm3/100g以下的碳黑及(D)玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂。
[2].如[1]記載之樹脂組成物,其中,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(B)成分之量為30質量%以上95質量%以下。
[3].如[1]或[2]記載之樹脂組成物,其中,相對於樹脂
組成物中的不揮發成分100質量%,(B)成分之量為75質量%以上95質量%以下。
[4].如[1]~[3]中任一項記載之樹脂組成物,其中,(A)成分包含(A-1)含有氮的環氧樹脂或具有縮合環構造的環氧樹脂。
[5].如[1]~[4]中任一項記載之樹脂組成物,其中,(D)成分係於分子內具有由聚丁二烯構造、聚矽氧烷構造、聚伸烷基構造、聚伸烷氧基構造、聚異戊二烯構造、聚異丁烯構造、聚碳酸酯構造及聚丙烯酸構造所成之群中所選出之1種以上的構造。
[6].如[1]~[5]中任一項記載之樹脂組成物,其中,(D)成分具有可與(A)成分反應的官能基。
[7].如[1]~[6]中任一項記載之樹脂組成物,其中,(D)成分具有由羥基、酸酐基、酚性羥基、環氧基、異氰酸酯基及胺基甲酸酯基所成之群中所選出之1種以上的官能基。
[8].如[1]~[7]中任一項記載之樹脂組成物,其中,(D)成分的數平均分子量為4000以上100000以下。
[9].如[1]~[8]中任一項記載之樹脂組成物,其中,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(D)成分之量為0.2質量%以上20質量%以下。
[10].如[1]~[9]中任一項記載之樹脂組成物,其中,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(C)成分之量為0.1質量%以上3質量%以下。
[11].如[1]~[10]中任一項記載之樹脂組成物,其係半導體晶片封裝體的絕緣層用樹脂組成物。
[12].如[1]~[11]中任一項記載之樹脂組成物,其係半導體密封用的樹脂組成物。
[13].一種樹脂薄片,其係具有:支撐體與設置於該支撐體上的樹脂組成物層,該樹脂組成物層包含[1]~[12]中任一項記載之樹脂組成物。
[14].如[13]記載之樹脂薄片,其係半導體晶片封裝體的絕緣層用樹脂薄片。
[15].一種包含絕緣層的電路基板,該絕緣層係藉由[1]~[12]中任一項記載之樹脂組成物的硬化物所形成者。
[16].一種半導體晶片封裝體,其係包含:[15]記載之電路基板與搭載於該電路基板上的半導體晶片。
[17].一種半導體晶片封裝體,其係包含:半導體晶片與將前述半導體晶片進行密封的[1]~[12]中任一項記載之樹脂組成物的硬化物。
依據本發明,可提供:一種在發色、最低熔融黏度及玻璃轉移溫度等的特性中能取得平衡之同時,可
抑制碳黑之凝集的樹脂組成物;一種具有樹脂組成物層的樹脂薄片,所述的樹脂組成物層包含前述的樹脂組成物;一種包含絕緣層的電路基板,所述的絕緣層係藉由前述的樹脂組成物的硬化物所形成者;以及,一種半導體晶片封裝體,其包含前述的樹脂組成物的硬化物。
100:半導體晶片封裝體
110:半導體晶片
120:密封層
130:再配線形成層
140:再配線層
150:阻焊劑層
160:凸塊
[圖1]圖1為模擬性表示作為本發明之第二實施形態相關的半導體晶片封裝體之一例的Fan-out型WLP之斷面圖。
以下為表示實施形態及示例物,並對於本發明來進行詳細地說明。但,本發明並非被限定於以下所舉出的實施形態及示例物中,可以在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等範圍的範圍內任意地變更來實施。
[1.樹脂組成物的概要]
本發明之樹脂組成物係包含:(A)環氧樹脂、(B)無機填充材、(C)DBP吸收量為指定值以下的碳黑及(D)玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂。於以下之說明中,有時將作為(C)成分的「DBP吸收量為指定值以下的碳黑」稱為「(C)碳黑」。又,於以下之說明中,有時將作為(D)成
分的「玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂」稱為「(D)高分子樹脂」。
藉由組合並包含前述(A)環氧樹脂、(B)無機填充材、(C)碳黑及(D)高分子樹脂,樹脂組成物可得到所謂的「在發色、最低熔融黏度及玻璃轉移溫度等的特性中能取得平衡之同時,可抑制碳黑之凝集」的本發明所期望的效果。如此般的樹脂組成物的硬化物係活用其優異的特性,而可較佳使用作為半導體晶片封裝體的絕緣層及密封材。
又,前述樹脂組成物可進而包含任意的成分並組合至(A)環氧樹脂、(B)無機填充材、(C)碳黑及(D)高分子樹脂之中。作為任意的成分,可舉出例如(E)硬化劑、(F)硬化促進劑、(G)熱可塑性樹脂、(H)耐燃劑等。
[2.(A)環氧樹脂]
本發明之樹脂組成物係包含環氧樹脂來作為(A)成分。(A)環氧樹脂係通常於該分子中具有環氧基。(A)環氧樹脂的每1分子中,環氧基的數量係通常為1個以上,較佳為2個以上。就可顯著地得到本發明所期望的效果之觀點而言,相對於(A)環氧樹脂之不揮發成分100質量%,於1分子中具有2個以上的環氧基的環氧樹脂的比例係較佳為50質量%以上,又較佳為60質量%以上,特佳為70質量%以上。
作為(A)環氧樹脂,可舉出例如聯二甲苯酚
(bixylenol)型環氧樹脂;雙酚AF型環氧樹脂、及全氟烷基型環氧樹脂等的含有氟的環氧樹脂;雙酚A型環氧樹脂;雙酚F型環氧樹脂;雙酚S型環氧樹脂;雙酚AF型環氧樹脂;雙環戊二烯型環氧樹脂;三元酚型環氧樹脂;萘酚酚醛清漆型環氧樹脂;苯酚酚醛清漆型環氧樹脂;tert-丁基-兒茶酚型環氧樹脂;萘型環氧樹脂;萘酚型環氧樹脂;蒽型環氧樹脂;縮水甘油胺型環氧樹脂;縮水甘油酯型環氧樹脂;甲酚酚醛清漆型環氧樹脂;聯苯型環氧樹脂;線狀脂肪族環氧樹脂;具有丁二烯構造的環氧樹脂;脂環式環氧樹脂;雜環式環氧樹脂;含有螺環的環氧樹脂;環己烷型環氧樹脂;環己烷二甲醇型環氧樹脂;伸萘基醚(naphthylene ether)型環氧樹脂;三羥甲基型環氧樹脂;四苯乙烷型環氧樹脂;含有磷的環氧樹脂等。(A)環氧樹脂係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
(A)環氧樹脂係以包含(A-1)含有氮的環氧樹脂或具有縮合環構造的環氧樹脂為較佳。作為(A-1)成分係可使用僅只含有氮的環氧樹脂、也可使用僅只具有縮合環構造的環氧樹脂、或也可組合含有氮的環氧樹脂及具有縮合環構造的環氧樹脂來使用。藉由(A)環氧樹脂為包含(A-1)成分,從而可顯著地發揮本發明所期望的效果,特別是可有效地提高樹脂組成物的硬化物的玻璃轉移溫度。如此般可提高玻璃轉移溫度的作用係於組合(A-1)成分與(D)高分子樹脂之情形時為顯著。進而,藉由(A-1)成分,通常係可使樹脂組成物的硬化物的剪切強度、破斷彎曲應
變及破裂性成為良好。
含有氮的環氧樹脂係於分子中含有氮原子的環氧樹脂。作為較佳的含有氮的環氧樹脂,可舉出例如縮水甘油胺型環氧樹脂、胺酚型環氧樹脂。
作為含有氮的環氧樹脂的具體例,可舉出三菱化學公司製的「630」、「630LSD」(縮水甘油胺型環氧樹脂);ADEKA公司製的「EP-3950S」、「EP-3950L」、「EP-3980S」(縮水甘油胺型環氧樹脂);日本化藥公司製的「GAN」、「GOT」(縮水甘油胺型環氧樹脂);住友化學公司製「ELM-100」(縮水甘油胺型環氧樹脂)等。該等係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
具有縮合環構造的環氧樹脂係於分子中具有縮合環構造的環氧樹脂。作為具有縮合環構造之較佳的環氧樹脂,可舉出例如萘型環氧樹脂、萘型4官能環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂。其中,以萘型環氧樹脂、萘型4官能環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、及雙環戊二烯型環氧樹脂為又較佳,以萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂為更佳。
作為具有縮合環構造的環氧樹脂的具體例,可舉出DIC公司製的「HP4032」、「HP4032SS」(萘型環氧樹脂);DIC公司製的「HP-4700」、「HP-4710」(萘型4官能環氧樹脂);DIC公司製的「HP-7200H」、「HP-7200」、「HP-7200L」(雙環戊二烯型環氧樹脂);DIC公
司製的「EXA7311」、「EXA7311-G3」、「EXA7311-G4」、「EXA7311-G4S」、「HP6000」(伸萘基醚型環氧樹脂);DIC公司製的「NC7000L」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製的「ESN475V」(萘酚型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製的「ESN485」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製的「YX8800」(蒽型環氧樹脂);OSAKA gas chemical公司製的「PG-100」、「CG-500」(茀型環氧樹脂);三菱化學公司製的「YL7800」(茀型環氧樹脂);三菱化學公司製的「YX8800」(蒽型環氧樹脂)等。該等係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
作為(A-1)成分若使用組合含有氮的環氧樹脂與具有縮合環構造的環氧樹脂之情形時,此等的量比係以集中在指定的範圍內為較佳。具體而言「含有氮的環氧樹脂:具有縮合環構造的環氧樹脂」的質量比係較佳為1:0.1~1:10,又較佳為1:0.3~1:5,更佳為1:0.6~1:2.5。藉由將含有氮的環氧樹脂與具有縮合環構造的環氧樹脂的量比設為如此般的範圍,從而可有效地提高樹脂組成物的硬化物的耐熱性。
樹脂組成物中的(A-1)成分之量,相對於樹脂組成物之不揮發成分100質量%,較佳為0.5質量%以上,又較佳為0.8質量%以上,特佳為1.0質量%以上,較佳為10質量%以下,又較佳為8質量%以下,特佳為5質量%以下。藉由(A-1)成分之量為前述範圍,從而可顯著地得
到本發明所期望的效果。進而,通常係可改善樹脂組成物的硬化物的剪切強度、破斷彎曲應變、及耐破裂性。
(A)環氧樹脂係以進而包含(A-1)成分以外的(A-2)在25℃下呈液狀的環氧樹脂,並組合至(A-1)成分中為較佳。該(A-2)成分中不包含在25℃下呈液狀的含有氮的環氧樹脂、及在25℃下呈液狀的具有縮合環構造的環氧樹脂。藉由與(A-1)成分組合並使用(A-2)成分,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。
作為(A-2)成分之在25℃下呈液狀的環氧樹脂,係以於1分子中具有2個以上的環氧基為較佳。又,作為(A-2)成分之在25℃下呈液狀的環氧樹脂,係以於分子中具有芳香環的芳香族系的環氧樹脂為較佳。於此,用語的「芳香環」中,不僅是包含單環的芳香環,也包含多環的芳香族環及芳香族雜環。
作為(A-2)成分,可舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、具有酯骨架的脂環式環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、及具有丁二烯構造的環氧樹脂。其中,就可顯著地得到本發明所期望的效果之觀點而言,以雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、及雙酚AF型環氧樹脂為較佳,以雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂為更佳。
作為(A-2)成分的具體例,可舉出三菱化學
公司製的「828US」、「jER828EL」(雙酚A型環氧樹脂);三菱化學公司製的「JER806」、「jER807」(雙酚F型環氧樹脂);三菱化學公司製的「jER152」(苯酚酚醛清漆型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製的「ZX1059」(雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂的混合品);Nagasechemtex公司製的「EX-721」(縮水甘油酯型環氧樹脂);DAICEL公司製的「CELOXIDE 2021P」(具有酯骨架的脂環式環氧樹脂);新日鐵化學公司製的「ZX1658」、「ZX1658GS」(液狀1,4-縮水甘油環己烷);三菱化學公司製「YX7400」(具有柔軟脂肪族骨架的環氧樹脂)。該等係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
若(A)環氧樹脂包含組合(A-1)成分與(A-2)成分之情形時,該等的量比係以集中在指定的範圍內為較佳。具體而言,「(A-1)成分:(A-2)成分」的質量比係較佳為1:0.1~1:10,又較佳為1:0.1~1:8,更佳為1:0.1~1:6。藉由將(A-1)成分與(A-2)成分的質量比設為如此般的範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。又,通常係可使樹脂組成物的硬化物的剪切強度、破斷彎曲應變、及破裂性成為良好。
若(A)環氧樹脂包含(A-2)成分之情形時,(A-2)成分之量,相對於樹脂組成物之不揮發成分100質量%,較佳為0.5質量%以上,又較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,較佳為10質量%以下,又較佳為8質量%以下,更佳為6質量%以下。藉由(A-2)成分之量為前述的範圍,
從而可顯著地得到本發明所期望的效果。進而,通常係可改善樹脂組成物的硬化物的耐破裂性。
(A)環氧樹脂係可包含該等(A-1)成分及(A-2)成分以外的(A-3)任意的環氧樹脂,並與(A-1)成分及(A-2)成分組合。作為如此般的(A-3)成分係以在20℃下呈固體狀的環氧樹脂為較佳。該在20℃下呈固體狀的環氧樹脂係以於1分子中具有3個以上的環氧基為較佳。進而,(A-3)成分係以於分子中具有芳香環的芳香族系的環氧樹脂為較佳。
作為較佳的(A-3)成分,可舉出例如甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三元酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、四苯乙烷型環氧樹脂。其中,就可顯著地得到本發明所期望的效果之觀點而言,以聯苯型環氧樹脂為較佳。
作為(A-3)成分的具體例,可舉出DIC公司製的「N-690」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「N-695」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);日本化藥公司製的「EPPN-502H」(三元酚型環氧樹脂)、「YX4000HK」(聯二甲苯酚型環氧樹脂)、「YL7760」(雙酚AF型環氧樹脂)、「NC3000L」(聯苯型環氧樹脂);三菱化學公司製的「jER1010」(固體狀雙酚A型環氧樹脂)、「jER1031S」(四苯乙烷型環氧樹脂)、「157S70」(雙酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「jER1031S」(四苯乙烷型環氧樹脂)等。該等係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
若(A)環氧樹脂包含(A-3)成分之情形時,(A-3)成分之量,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,較佳為0.5質量%以上,又較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,較佳為10質量%以下,又較佳為8質量%以下,更佳為6質量%以下。藉由(A-3)成分之量為前述的範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。進而,通常係可使樹脂組成物的硬化物的機械強度及絕緣可靠性成為良好。
包含上述之(A-1)成分~(A-3)成分的(A)環氧樹脂全體的量,相對於樹脂組成物之不揮發成分100質量%,較佳為0.5質量%以上,又較佳為1質量%以上,特佳為3質量%以上,較佳為30質量%以下,又較佳為20質量%以下,更佳為15質量%以下。藉由(A)環氧樹脂的量為前述範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。
(A)環氧樹脂的環氧當量係較佳為50~5000,又較佳為50~3000,更佳為80~2000,又更佳為110~1000。藉由設成為該範圍,從而樹脂組成物的硬化物的交聯密度將變得充分,於將硬化物使用作為絕緣層時可獲得表面粗度為較小的絕緣層。尚,(A)成分的環氧當量係可根據JIS K7236來進行測定,其係包含1當量的環氧基的樹脂之質量。
(A)環氧樹脂的重量平均分子量係較佳為100~5000,又較佳為250~3000,更佳為400~1500。於此,液狀環氧樹脂的重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析
(GPC)法所測定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
(A)環氧樹脂的數平均分子量係較佳為未滿4000,又較佳為3500以下,更佳為3000以下。下限係較佳為500以上,又較佳為1000以上,更佳為1500以上。數平均分子量(Mn)係使用凝膠滲透層析法所測定的聚苯乙烯換算的數平均分子量。
[3.(B)無機填充材]
本發明之樹脂組成物係包含無機填充材來作為(B)成分。藉由使用(B)無機填充材,從而可使樹脂組成物的耐熱性提升。進而,藉由使用(B)無機填充材,通常係可降低樹脂組成物的硬化物的熱膨脹率,因而能夠抑制翹曲。進而,藉由(B)無機填充材,通常係可使樹脂組成物的硬化物的絕緣性能及密封性能提升。
作為無機填充材的材料係通常使用無機材料,較佳使用為無機化合物。作為(B)無機填充材的材料,可舉出例如二氧化矽、氧化鋁、玻璃、堇青石、矽氧化物、硫酸鋇、碳酸鋇、滑石、黏土、雲母粉、氧化鋅、水滑石、水鋁礦、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化錳、硼酸鋁、碳酸鍶、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉍、氧化鈦、氧化鋯、鈦酸鋇、鋯鈦酸鋇、鋯酸鋇、鋯酸鈣、磷酸鋯、及磷酸鎢酸鋯等。該等之中,就可顯著地得到本發明所期望的效果之觀點而言,以二氧化矽為特別適合。作為二氧化矽
係以球形二氧化矽為較佳。又,(B)無機填充材係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
通常而言(B)無機填充材係以粒子的狀態被包含於樹脂組成物中。(B)無機填充材之平均粒徑係較佳為0.01μm以上,又較佳為0.05μm以上,更佳為0.1μm以上,又,較佳為5μm以下,又較佳為2.5μm以下,更佳為2.2μm以下,特佳為2μm以下。藉由(B)無機填充材之平均粒徑為前述範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果,進而通常係可得到表面粗度為較低的絕緣層。
(B)無機填充材之平均粒徑係可藉由基於米氏(Mie)散射理論的雷射繞射‧散射法來進行測定。具體而言,係可藉由雷射繞射散射式粒徑分布測定裝置,依據體積基準來製作(B)無機填充材的粒徑分布,並從其粒徑分布測定平均粒徑來作為均粒徑。測定樣品係可較佳使用藉由超音波使(B)無機填充材分散至水等的溶劑中者。作為雷射繞射散射式粒徑分布測定裝置係可使用堀場製作所公司製「LA-500」等。
作為如前述般的(B)無機填充材,可舉出例如Admatechs公司製「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;電氣化學工業公司製「UFP-30」;Tokuyama公司製「Shirufiru NSS-3N」、「Shirufiru NSS-4N」、「Shirufiru NSS-5N」;Admatechs公司製「SC2500SQ」、「SO-C6」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」等。
(B)無機填充材係以利用適當的表面處理劑來進行表面處理為較佳。藉由經表面處理,從而可提高(B)無機填充材的耐濕性及分散性。作為表面處理劑,可舉出例如氟含有矽烷偶合劑、胺基矽烷系偶合劑、環氧基矽烷系偶合劑、巰基矽烷系偶合劑、矽烷系偶合劑、烷氧基矽烷化合物、有機矽氮烷化合物、鈦酸酯系偶合劑等。
作為表面處理劑的市售品,可舉出例如信越化學工業公司製「KBM22」(二甲基二甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM403」(3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM803」(3-巰基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBE903」(3-胺基丙基三乙氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM573」(N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「SZ-31」(六甲基二矽氮烷)、信越化學工業公司製「KBM103」(苯基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM-4803」(長鏈環氧基型矽烷偶合劑)等。又,表面處理劑係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
樹脂組成物中的(B)無機填充材的量,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,較佳為30質量%以上,又較佳為50質量%以上,更佳為75質量%以上,較佳為95質量%以下,又較佳為93質量%以下,更佳為90質量%以下。藉由(B)無機填充材的量為前述範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。又,通常係藉由(B)無機填充材的量為前述範圍之下限值以上,從而可降低樹脂組
成物的硬化物的熱膨脹率,又,藉由前述範圍為上限值以下,從而可使樹脂組成物的機械性強度,特別是延伸為良好。
[4.(C)碳黑]
本發明之樹脂組成物係包含DBP吸收量為指定值以下的碳黑來作為(C)成分。(C)碳黑的具體的DBP吸收量係通常為130cm3/100g以下,較佳為100cm3/100g以下,特佳為80cm3/100g以下。如此般DBP吸收量為小的(C)碳黑,若與(A)環氧樹脂、(B)無機填充材及(D)高分子樹脂組合之情形時,可抑制該(C)碳黑之凝集。又,包含如此般的(C)碳黑的樹脂組成物及其硬化物的特性(樹脂組成物的最低熔融黏度、樹脂組成物的硬化物的發色及玻璃轉移溫度等),相較於將其他的碳黑與(A)環氧樹脂、(B)無機填充材及(D)高分子樹脂組合後所得到的樹脂組成物的特性而言為相同程度以上的優異。因此,藉由使用(C)碳黑,從而可實現在發色、最低熔融黏度及玻璃轉移溫度等的特性中能取得平衡之同時,可抑制碳黑之凝集之樹脂組成物。若有鑒於在包含(B)無機填充材及(D)高分子樹脂的樹脂組成物中,一般而言碳黑會有容易凝集之傾向時,前述作用對於該所屬技術領域中具有通常知識者而言為意外之作用。(C)碳黑的DBP吸收量的下限並無特別限制,可以設為例如10cm3/100g以上,20cm3/100g以上,40cm3/100g以上。
(C)碳黑的DBP吸收量係可依據JIS K 6217-
4:2017所規定的方法來進行測定。DBP吸收量係會受到存在於碳黑的表面上的官能基的種類及量、以及碳黑的比表面積等的因素之影響的物性值,而該DBP吸收量係與和(B)無機填充材及和(D)高分子樹脂混合的(C)碳黑的分散性為具有相關性,此為以往所未知的。
(C)碳黑之平均粒徑係較佳為5nm以上,又較佳為10nm以上,特佳為15nm以上,較佳為300nm以下,又較佳為100nm以下,特佳為50nm以下。一般而言平均粒徑較小的碳黑係有容易產生凝集之傾向,但本發明之樹脂組成物,即便是較小的(C)碳黑,通常亦可抑制其之凝集。因此,就有效地活用本發明之效果之觀點而言,作為(C)碳黑係以使用如前述般平均粒徑較小者為較佳。又,藉由使用如前述般平均粒徑為小的(C)碳黑,可容易地進行樹脂組成物的硬化物之色的調整。
前述(C)碳黑之平均粒徑,並非多個的(C)碳黑所聚集的二次粒子之平均粒徑,而是表示個別的(C)碳黑的一次粒子之平均粒徑。該(C)碳黑之平均粒徑係可利用電子題微鏡來觀察(C)碳黑,並以其算術平均徑來求得。
(C)碳黑的pH係較佳為1.0以上,又較佳為2.0以上,特佳為3.0以上,較佳為7.0以下,又較佳為6.0以下,特佳為4.0以下。藉由使用具有如此般範圍的pH的(C)碳黑,從而可顯著地得到本發明所期望的效果,特別是可顯著地抑制(C)碳黑之凝集。
(C)碳黑的pH係可根據JIS K 5101-17-2:2004所規定的方法來進行測定。
(C)碳黑係可直接使用市售的碳黑、也可以是適當地混合DBP吸收量等的物性值為集中於指定的範圍內的多種的市售品使用。碳黑的市售品係可從例如三菱化學公司、Tokai Carbon公司、Asahicar bon公司、NSCC Carbon公司、Nippon Pigment公司、Toyo-color公司、Mikuni Color公司來取得。
樹脂組成物中的(C)碳黑的量,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,較佳為0.1質量%以上,又較佳為0.15質量%以上,特佳為0.2質量%以上,較佳為3質量%以下,又較佳為2.5質量%以下,特佳為2質量%以下。藉由(C)碳黑的量為前述範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。特別是藉由(C)碳黑的量為前述範圍的下限值以上,從而可將樹脂組成物的硬化物適當地著色,藉由(C)碳黑的量為前述範圍的上限值以下,從而則可特別有效地抑制(C)碳黑之凝集。
[5.(D)高分子樹脂]
本發明之樹脂組成物係包含玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂來作為(D)成分。藉由使用(D)成分,從而可降低樹脂組成物的最低熔融黏度。因此,通常係可使具備樹脂組成物層的樹脂薄片的層合性提升。詳細而言,(D)高分子樹脂的玻璃轉移溫度係通常為30℃以下,較佳為20
℃以下,更佳為10℃以下。玻璃轉移溫度的下限值並無特別限定,但能設為例如-30℃以上。又,藉由使用(D)高分子樹脂,從而通常係可降低樹脂組成物的硬化物的彈性率,因而可使利用該硬化物所形成的密封層及絕緣層的剝離強度提升。又,(D)高分子樹脂係通常在25℃~220℃的廣泛溫度區域中線熱膨脹係數不易變化,因而可提高樹脂組成物的硬化物的尺寸穩定性。
(D)高分子樹脂的玻璃轉移溫度係可依下述之任一的測定方法來進行測定。
即,(D)高分子樹脂的玻璃轉移溫度係可藉由使用拉伸負載法的熱機械分析來進行測定。測定係可使用(D)高分子樹脂所形成的寬約5mm、長度約15mm的試片來進行。又,測定條件係通常為負載1g、昇溫速度5℃/分。測定係連續並進行2次,於第2次的測定中可算出玻璃轉移溫度。
又,若藉由使用拉伸負載法的熱機械分析來測定樹脂組成物的硬化物的玻璃轉移溫度Tg之情形時,在該硬化物的熱機械分析的結果中,除了硬化物的玻璃轉移溫度Tg之外,還能夠顯現出(D)高分子樹脂的玻璃轉移溫度。因此,藉由使用拉伸負載法的熱機械分析來測定硬化物的玻璃轉移溫度Tg,從而可求得(D)高分子樹脂的玻璃轉移溫度。
進而,(D)高分子樹脂的玻璃轉移溫度係可使用DSC(示差掃描熱量計)來進行測定。作為DSC係可使用
Seiko Instruments公司製「EXSTARDSC6200」。使用DSC的測定時,以氮環境下、樣品10mg、昇溫速度10℃/分的測定條件下,藉由從-60℃使其昇溫來測定反曲點溫度,並可從該反曲點溫度來算出玻璃轉移溫度(Tg)。
作為(D)高分子樹脂係以於其分子內具有由聚丁二烯構造、聚矽氧烷構造、聚伸烷基構造、聚伸烷氧基構造、聚異戊二烯構造、聚異丁烯構造、聚碳酸酯構造、及聚丙烯酸構造所成之群中所選出之1種以上的構造的化合物為較佳。藉由使用具有如此般的構造的(D)高分子樹脂,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。又,具有如此般的構造的(D)高分子樹脂係通常柔軟性為優異,因而可有效地降低樹脂組成物的最低熔融黏度。進而,一般雖碳黑有容易凝集之傾向,但與具有如此般的構造的(D)高分子樹脂組合之情形時,上述之(C)碳黑則不易產生凝集。因此,就活用可有效地抑制(C)碳黑之凝集之類的效果之觀點而言,作為(D)高分子樹脂係以於其分子內具有前述構造的化合物為較佳。其中,就更有效地發揮上述之效果之觀點而言,以聚丁二烯構造、聚矽氧烷構造、聚異戊二烯構造、聚異丁烯構造、聚碳酸酯構造及聚丙烯酸構造為較佳,以聚丁二烯構造、聚異戊二烯構造、及聚碳酸酯構造為又較佳,以聚丁二烯構造及聚碳酸酯構造為特佳。
聚丁二烯構造係不僅是包含將丁二烯聚合後所形成的構造,亦包含對該構造進行氫化後所形成的構
造。又,丁二烯構造係可僅只其一部被氫化、也可其全部被氫化。進而,聚丁二烯構造係於(D)高分子樹脂的分子中,可被包含於主鏈中、也可被包含於側鏈中。於分子內具有聚丁二烯構造之樹脂,以下有時稱為「丁二烯樹脂」。作為丁二烯樹脂,係以在25℃下呈液狀、又或玻璃轉移溫度為25℃以下的丁二烯樹脂為較佳。
聚矽氧烷構造係包含矽氧烷鍵的構造,例如被包含於聚矽氧橡膠中。聚矽氧烷構造係於(D)高分子樹脂的分子中,可被包含於主鏈中、也可被包含於側鏈中。於分子內具有聚矽氧烷構造的樹脂,以下有時稱為「矽氧烷樹脂」。
聚伸烷基構造係以具有指定的碳原子數為較佳。聚伸烷基構造的具體的碳原子數係較佳為2以上,又較佳為3以上,特佳為5以上,較佳為15以下,又較佳為10以下,特佳為6以下。又,聚伸烷基構造係於(D)高分子樹脂的分子中,可被包含於主鏈中、也可被包含於側鏈中。於分子內具有聚伸烷基構造的樹脂,以下有時稱為「伸烷基樹脂」。
聚伸烷氧基構造係以具有指定的碳原子數為較佳。聚伸烷氧基構造的具體的碳原子數係較佳為2以上,較佳為3以上,又較佳為5以上,較佳為15以下,又較佳為10以下,特佳為6以下。聚伸烷氧基構造係於(D)高分子樹脂的分子中,可被包含於主鏈中、也可被包含於側鏈中。於分子內具有聚伸烷氧基構造的樹脂,以下有時稱為
「伸烷氧基樹脂」。
聚異戊二烯構造係於(D)高分子樹脂的分子中,可被包含於主鏈中、也可被包含於側鏈中。於分子內具有聚異戊二烯構造的樹脂,以下有時稱為「異戊二烯樹脂」。
聚異丁烯構造係於(D)高分子樹脂的分子中,可被包含於主鏈中、也可被包含於側鏈中。於分子內具有聚異丁烯構造的樹脂,以下有時稱為「異丁烯樹脂」。
聚碳酸酯構造係於(D)高分子樹脂的分子中,可被包含於主鏈中、也可被包含於側鏈中。於分子內具有聚碳酸酯構造的樹脂,以下有時稱為「碳酸酯樹脂」。作為碳酸酯樹脂係以玻璃轉移溫度為25℃以下的碳酸酯樹脂為較佳。
聚丙烯酸構造係下述之構造:包含丙烯醯基及甲基丙烯醯基之至少一方之化合物(丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等)係以前述丙烯醯基或甲基丙烯醯基聚合而形成之構造。聚丙烯酸構造在(D)高分子樹脂的分子中,可被包含於主鏈,亦可被包含於側鏈。以下有將於分子內具有聚丙烯酸構造的樹脂稱為「丙烯酸樹脂」之情形。作為丙烯酸樹脂,以玻璃轉移溫度為25℃以下的丙烯酸樹脂為較佳。
(D)高分子樹脂係以具有可與(A)環氧樹脂反應的官能基為較佳。該官能基中也包含藉由加熱而出現的
反應基。藉由(D)高分子樹脂具有前述官能基,從而可使樹脂組成物的硬化物的機械性強度提升。
作為前述官能基,可舉出羥基、羧基、酸酐基、酚性羥基、環氧基、異氰酸酯基、胺基甲酸酯基等。其中,就可顯著地得到本發明之效果之觀點而言,作為前述官能基係以由羥基、酸酐基、酚性羥基、環氧基、異氰酸酯基及胺基甲酸酯基所成之群中所選出之1種以上的官能基為較佳,以酚性羥基為特佳。
(D)高分子樹脂係以具有醯亞胺構造為較佳。藉由具有醯亞胺構造,從而可有效地提高(D)高分子樹脂的耐熱性。
作為(D)高分子樹脂的較佳的例子,可舉出丁二烯樹脂。作為丁二烯樹脂的較佳的例子,可舉出含有氫化聚丁二烯骨架的樹脂、含有羥基的丁二烯樹脂、含有酚性羥基的丁二烯樹脂、含有羧基的丁二烯樹脂、含有酸酐基的丁二烯樹脂、含有環氧基的丁二烯樹脂、含有異氰酸酯基的丁二烯樹脂、含有胺基甲酸酯基的丁二烯樹脂。其中,以含有酚性羥基的丁二烯樹脂為更佳。於此,所謂的「含有氫化聚丁二烯骨架的樹脂」係指聚丁二烯骨架之至少一部分被氫化的樹脂,並非必須是聚丁二烯骨架被完全地氫化的樹脂。作為含有氫化聚丁二烯骨架的樹脂,可舉出例如含有氫化聚丁二烯骨架的環氧樹脂等。又,作為含有酚性羥基的丁二烯樹脂,可舉出具有聚丁二烯構造、且具有酚性羥基的樹脂等。
作為丁二烯樹脂的具體例,可舉出Cray Valle公司製的「Ricon 657」(含有環氧基的聚丁二烯)、「Ricon 130MA8」、「Ricon 130MA13」、「Ricon 130MA20」、「Ricon 131MA5」、「Ricon 131MA10」、「Ricon 131MA17」、「Ricon 131MA20」、「Ricon 184MA6」(含有酸酐基的聚丁二烯)、日本曹達公司製的「JP-100」、「JP-200」(環氧化聚丁二烯)、「GQ-1000」(導入羥基、羧基的聚丁二烯)、「G-1000」、「G-2000」、「G-3000」(兩末端羥基聚丁二烯)、「GI-1000」、「GI-2000」、「GI-3000」(兩末端羥基氫化聚丁二烯)、DAICEL公司製的「PB3600」、「PB4700」(聚丁二烯骨架環氧化合物)、「EPOFRIEND A1005」、「EPOFRIEND A1010」、「EPOFRIEND A1020」(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的環氧化合物)、Nagasechemtex公司製的「FCA-061L」(氫化聚丁二烯骨架環氧化合物)、「R-45EPT」(聚丁二烯骨架環氧化合物)等。
又,作為較佳的丁二烯樹脂的例子,也可舉出將羥基末端聚丁二烯、二異氰酸酯化合物及四元酸酐作為原料的線狀聚醯亞胺(日本特開2006-37083號公報、國際公開第2008/153208號所記載之聚醯亞胺)。該聚醯亞胺樹脂的聚丁二烯構造的含有率係較佳為60質量%~95質量%,又較佳為75質量%~85質量%。該聚醯亞胺樹脂之詳細係可參考日本特開2006-37083號公報、國際公開第2008/153208號之記載,其內容係併入本說明書中。
作為(D)高分子樹脂的較佳的其他例子,可舉出矽氧烷樹脂。作為矽氧烷樹脂的具體例,可舉出將Shin-Etsu Silicone公司製的「SMP-2006」、「SMP-2003PGMEA」、「SMP-5005PGMEA」、胺基末端聚矽氧烷、四元酸酐作為原料的線狀聚醯亞胺(國際公開第2010/053185號)等。
作為(D)高分子樹脂的較佳的另外其他例子,可舉出伸烷基樹脂及伸烷氧基樹脂。作為伸烷基樹脂及伸烷氧基樹脂的具體例,可舉出旭化成纖維公司製的「PTXG-1000」、「PTXG-1800」、三菱化學公司製的「YX-7180」(含具有醚鍵的伸烷基構造的樹脂)、DIC corporation公司製的「EXA-4850-150」、「EXA-4816」、「EXA-4822」、ADEKA公司製的「EP-4000」、「EP-4003」、「EP-4010」、「EP-4011」、新日本理化公司製的「BEO-60E」、「BPO-20E」、三菱化學公司製的「YL7175」、「YL7410」等。
作為(D)高分子樹脂的較佳的另外其他例子,可舉出異戊二烯樹脂。作為異戊二烯樹脂的具體例,可舉出Kuraray公司製的「KL-610」、「KL-613」等。
作為(D)高分子樹脂的較佳的另外其他例子,可舉出異丁烯樹脂。作為異丁烯樹脂的具體例,可舉出Kaneka公司製的「SIBSTAR-073T」(苯乙烯-異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物)、「SIBSTAR-042D」(苯乙烯-異丁烯二嵌段共聚物)等。
作為(D)高分子樹脂的較佳的另外其他例子,可舉出碳酸酯樹脂。作為碳酸酯樹脂的較佳的例子,可舉出含有羥基的碳酸酯樹脂、含有酚性羥基的碳酸酯樹脂、含有羧基的碳酸酯樹脂、含有酸酐基的碳酸酯樹脂、含有環氧基的碳酸酯樹脂、含有異氰酸酯基的碳酸酯樹脂、含有胺基甲酸酯基的碳酸酯樹脂等。
作為碳酸酯樹脂的具體例,可舉出旭化成化學公司製的「T6002」、「T6001」(聚碳酸酯二醇)、Kuraray公司製的「C-1090」、「C-2090」、「C-3090」(聚碳酸酯二醇)等。
又,作為較佳的碳酸酯樹脂的例子,也可舉出將羥基末端聚碳酸酯、二異氰酸酯化合物及四元酸酐作為原料的線狀聚醯亞胺。該聚醯亞胺樹脂的聚碳酸酯構造的含有率係較佳為60質量%~95質量%,又較佳為75質量%~85質量%。該聚醯亞胺樹脂之詳細係可參考國際公開第2016/129541號之記載,其內容係併入本說明書中。
作為(D)高分子樹脂的較佳的另外其他例子,可舉出丙烯酸樹脂。作為丙烯酸樹脂的較佳的例子,可舉出含有羥基的丙烯酸樹脂、含有酚性羥基的丙烯酸樹脂、含有羧基的丙烯酸樹脂、含有酸酐基的丙烯酸樹脂、含有環氧基的丙烯酸樹脂、含有異氰酸酯基的丙烯酸樹脂、含有胺基甲酸酯基的丙烯酸樹脂等。
作為丙烯酸樹脂的具體例,可舉出Nagasechemtex公司製的TEISAN RESIN「SG-70L」、
「SG-708-6」、「WS-023」、「SG-700AS」、「SG-280TEA」(含有羧基的丙烯酸酯共聚物樹脂、酸價5~34mgKOH/g、重量平均分子量40萬~90萬、Tg-30℃~5℃)、「SG-80H」、「SG-80H-3」、「SG-P3」(含有環氧基的丙烯酸酯共聚物樹脂、環氧當量4761~14285g/eq、重量平均分子量35萬~85萬、Tg11℃~12℃)、「SG-600TEA」、「SG-790」(含有羥基的丙烯酸酯共聚物樹脂、羥基價20~40mgKOH/g、重量平均分子量50萬~120萬、Tg-37℃~-32℃)、根上工業公司製的「ME-2000」、「W-116.3」(含有羧基的丙烯酸酯共聚物樹脂)、「W-197C」(含有羥基的丙烯酸酯共聚物樹脂)、「KG-25」、「KG-3000」(含有環氧基的丙烯酸酯共聚物樹脂)等。
作為(D)高分子樹脂的較佳的另外其他例子,可舉出丙烯酸橡膠粒子、聚醯胺微粒子、聚矽氧粒子等。作為丙烯酸橡膠粒子的具體例,可舉出對丙烯腈丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、丙烯酸橡膠等的顯示橡膠彈性的樹脂施予化學性交聯處理,而於有機溶劑中不溶且不融的樹脂的微粒子體。作為丙烯酸橡膠粒子的具體例,可舉出XER-91(日本合成橡膠公司製);Staphyloid AC3355、AC3816、AC3832、AC4030、AC3364、IM101(以上為Ganz Chemical公司製);Paraloid EXL2655、EXL2602(以上為吳羽化學工業公司製)等。作為聚醯胺微粒子係可使用尼龍等的具有脂肪族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺等的柔軟的骨架者。若舉出聚醯胺微粒子的具體例時,可舉出
VESTOSINT 2070(DAICELHUELS公司製);SP500(Toray公司製)等。
(D)高分子樹脂係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
(D)高分子樹脂,就發揮優異的柔軟性之觀點而言,以高分子量為較佳。(D)高分子樹脂的具體的數平均分子量Mn係較佳為4000以上,又較佳為4500以上,更佳為5000以上,特佳為5500以上,較佳為100000以下,又較佳為95000以下,特佳為90000以下。藉由(D)高分子樹脂的數平均分子量Mn為前述範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。(D)高分子樹脂的數平均分子量Mn係使用GPC(凝膠滲透色譜法)所測定的聚苯乙烯換算的數平均分子量。
若(D)高分子樹脂具有官能基之情形時,(D)高分子樹脂的官能基當量係較佳為100以上,又較佳為200以上,更佳為1000以上,特佳為2500以上,較佳為50000以下,又較佳為30000以下,更佳為10000以下,特佳為5000以下。官能基當量係包含1公克當量的官能基的樹脂的公克數。例如環氧基當量係可根據JIS K7236來進行測定。又,例如羥基當量係可藉由將根據JIS K1557-1所測定的羥基價除以KOH的分子量而算出。
樹脂組成物中的(D)高分子樹脂的量,相對於樹脂組成物之不揮發成分100質量%,較佳為0.2質量%以上,又較佳為0.3質量%以上,特佳為0.4質量%以上,較
佳為20質量%以下,又較佳為15質量%以下,特佳為10質量%以下。藉由(D)高分子樹脂的量為前述範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。特別是藉由(D)高分子樹脂的量為前述範圍之下限值以上,從而可有效地降低樹脂組成物的最低熔融黏度,又,藉由為前述範圍的上限值以下,從而可提高樹脂組成物的硬化物的玻璃轉移溫度而使耐熱性提升。
[6.(E)硬化劑]
除了上述之成分以外,樹脂組成物係可包含(E)硬化劑來作為任意的成分。(E)硬化劑係通常具有與(A)環氧樹脂反應來使樹脂組成物硬化的機能。(E)硬化劑係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
作為(E)成分的硬化劑,可舉出例如活性酯系硬化劑、酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、苯并噁嗪系硬化劑、氰酸酯系硬化劑、碳二醯亞胺系硬化劑等。其中,就可顯著地得到本發明所期望的效果之觀點而言,作為(E)硬化劑係以酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、活性酯系硬化劑及氰酸酯系硬化劑為較佳,以酚系硬化劑及活性酯系硬化劑為又較佳。
作為活性酯系硬化劑係可使用於1分子中具有1個以上的活性酯基的化合物。其中,作為活性酯系硬化劑係以苯酚酯類、苯硫酚酯類、N-羥胺酯類、雜環羥基化合物的酯類等的於1分子中具有2個以上的反應活性為高
的酯基的化合物為較佳。該活性酯系硬化劑係以藉由羧酸化合物及/或硫代羧酸化合物與羥基化合物及/或硫醇化合物的縮合反應而所得者為較佳。特別是就耐熱性提升之觀點而言,以由羧酸化合物與羥基化合物所得的活性酯系硬化劑為較佳,以由羧酸化合物與苯酚化合物及/或萘酚化合物所得到的活性酯系硬化劑為又較佳。
作為羧酸化合物,可出例如苯甲酸、乙酸、琥珀酸、馬來酸、伊康酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、焦蜜石酸等。
作為苯酚化合物或萘酚化合物,可舉出例如氫醌、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S、還原酚酞、甲基化雙酚A、甲基化雙酚F、甲基化雙酚S、苯酚、o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、兒茶酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、二羥基苯甲酮、三羥基苯甲酮、四羥基苯甲酮、間苯三酚、苯三酚、雙環戊二烯型二苯酚化合物、苯酚酚醛清漆等。於此,所謂的「雙環戊二烯型二苯酚化合物」係指雙環戊二烯1分子中縮合有苯酚2分子而得到的二苯酚化合物。
作為活性酯系硬化劑的較佳的具體例,可舉出包含雙環戊二烯型二苯酚構造的活性酯化合物、包含萘構造的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的乙醯化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的苯甲醯化物的活性酯化合物。其中,以包含萘構造的活性酯化合物、包含雙環戊二烯型二苯酚構造的活性酯化合物為又較佳。所謂的「雙
環戊二烯型二苯酚構造」係表示由伸苯基-二伸環戊基-伸苯基所成的2價的構造。
作為活性酯系硬化劑的市售品可舉出例如做為包含雙環戊二烯型二苯酚構造的活性酯化合物之「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000H-65TM」、「EXB-8000L-65TM」(DIC公司製);作為包含萘構造的活性酯化合物之「EXB9416-70BK」(DIC公司製);作為包含苯酚酚醛清漆的乙醯化物的活性酯化合物之「DC808」(三菱化學公司製);作為包含苯酚酚醛清漆的苯甲醯化物的活性酯化合物之「YLH1026」(三菱化學公司製);作為苯酚酚醛清漆的乙醯化物的活性酯系硬化劑之「DC808」(三菱化學公司製);作為苯酚酚醛清漆的苯甲醯化物的活性酯系硬化劑之「YLH1026」(三菱化學公司製)、「YLH1030」(三菱化學公司製)、「YLH1048」(三菱化學公司製)等。
作為酚系硬化劑及萘酚系硬化劑,就耐熱性及耐水性之觀點而言,以具有酚醛清漆構造者為較佳。又,就與導體層的密著性之觀點而言,以含氮酚系硬化劑為較佳,以含有三嗪骨架的酚系硬化劑為又較佳。
作為酚系硬化劑及萘酚系硬化劑的具體例,可舉出明和化成公司製的「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」;日本化藥公司製的「NHN」、「CBN」、「GPH」;新日鐵住金公司製的「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、
「SN495V」、「SN375」、「SN395」;DIC公司製的「TD-2090」、「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-1356」、「LA-3018-50P」、「EXB-9500」、「HPC-9500」、「KA-1160」、「KA-1163」、「KA-1165」;群榮化學公司製的「GDP-6115L」、「GDP-6115H」等。
作為苯并噁嗪系硬化劑的具體例,可舉出昭和高分子公司製的「HFB2006M」、四國化成工業公司製的「P-d」、「F-a」。
作為氰酸酯系硬化劑,可舉出例如雙酚A二氰酸酯、多元酚氰酸酯、寡(3-亞甲基-1,5-伸苯基氰酸酯)、4,4’-亞甲基雙(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4’-亞乙基二苯基二氰酸酯、六氟雙酚A二氰酸酯、2,2-雙(4-氰酸酯)苯基丙烷、1,1-雙(4-氰酸酯苯基甲烷)、雙(4-氰酸酯-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-雙(4-氰酸酯苯基-1-(甲基亞乙基))苯、雙(4-氰酸酯苯基)硫醚、及雙(4-氰酸酯苯基)醚等的2官能氰酸酯樹脂;由苯酚酚醛清漆及甲酚酚醛清漆等所衍生的多官能氰酸酯樹脂;該等氰酸酯樹脂被一部分三嗪化的預聚合物等。作為氰酸酯系硬化劑的具體例可舉出LONZA Japan公司製的「PT30」及「PT60」(皆為苯酚酚醛清漆型多官能氰酸酯樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(雙酚A二氰酸酯的一部分或全部被三嗪化的三量體而成為預聚合物)等。
作為碳二醯亞胺系硬化劑的具體例,可舉出Nisshinbo chemical公司製的「V-03」、「V-07」等。
若樹脂組成物包含(E)硬化劑之情形時,(E)硬化劑的量,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%較佳為0.5質量%以上,又較佳為1.0質量%以上,特佳為2.0質量%以上,較佳為20質量%以下,又較佳為15質量%以下,特佳為10質量%以下。藉由(E)成分之量為前述範圍,從而可顯著地得到本發明所期望的效果。
若將(A)環氧樹脂的環氧基數設為1之情形時,(E)硬化劑的活性基數係較佳為0.10以上,又較佳為0.15以上,更佳為0.20以上,較佳2以下,又較佳為1.5以下,更佳為1.0以下。於此,所謂的「(A)環氧樹脂的環氧基數」,係指將樹脂組成物中所存在的(A)環氧樹脂之不揮發成分的質量除以環氧當量的值的全部合計值。又,所謂的「(B)硬化劑的活性基數」,係指將樹脂組成物中所存在的(E)硬化劑之不揮發成分的質量除以活性基當量的值的全部合計值。藉由將(A)環氧樹脂的環氧基數設為1時之(E)硬化劑的活性基數為前述範圍,從而可顯著地提升本發明所期望的效果,進而通常樹脂組成物層的硬化物的耐熱性為更加提升。
[7.(F)硬化促進劑]
除了上述之成分以外,樹脂組成物係可包含(F)硬化促進劑來作為任意的成分。藉由使用(F)硬化促進劑,從而於使樹脂組成物硬化時可促進硬化。
作為(F)成分的硬化促進劑,可舉出例如磷
系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、胍系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑等,以磷系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑為較佳。其中,就可顯著地發揮本發明之效果之觀點而言,以胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑為較佳,以咪唑系硬化促進劑為特佳。硬化促進劑係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
作為磷系硬化促進劑,可舉出例如三苯基膦、硼酸鏻化合物、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、n-丁基鏻四苯基硼酸鹽、四丁基鏻癸酸鹽、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸鹽、四苯基鏻硫氰酸鹽、丁基三苯基鏻硫氰酸鹽等。其中,以三苯基膦、四丁基鏻癸酸鹽為較佳。
作為胺系硬化促進劑,可舉出例如三乙基胺、三丁基胺等的三烷基胺、4-二甲基胺基砒啶、苄基二甲基胺、2,4,6,-參(二甲基胺基甲基)苯酚、1,8-二吖雙環(5,4,0)-十一烯等。其中,以4-二甲基胺基砒啶、1,8-二吖雙環(5,4,0)-十一烯為較佳。
作為咪唑系硬化促進劑,可舉出例如2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三甲酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑偏苯三甲酸
酯、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪異氰脲酸加成物、2-苯基咪唑異氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等的咪唑化合物及咪唑化合物與環氧樹脂的加成物。其中,以2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑為較佳。
作為咪唑系硬化促進劑係可使用市售品,可舉出例如三菱化學公司製的「P200-H50」;四國化成工業公司製「1B2PZ」等。
作為胍系硬化促進劑,可舉出例如二氰二胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-環己基胍、1-苯基胍、1-(o-甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三吖雙環[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三吖雙環[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基雙胍、1-乙基雙胍、1-n-丁基雙胍、1-n-十八烷基雙胍、1,1-二甲基雙胍、1,1-二乙基雙胍、1-環己基雙胍、1-烯丙基雙胍、1-苯基雙胍、1-(o-甲苯基)雙胍等。其中,以二氰二胺、1,5,7-三吖雙環[4.4.0]癸-5-烯為較佳。
作為金屬系硬化促進劑,可舉出例如鈷、銅、鋅、鐵、鎳、錳、錫等的金屬之有機金屬錯合物或有
機金屬鹽。作為有機金屬錯合物的具體例可舉出乙醯基丙酮酸鈷(II)、乙醯基丙酮酸鈷(III)等的有機鈷錯合物、乙醯基丙酮酸銅(II)等的有機銅錯合物、乙醯基丙酮酸鋅(II)等的有機鋅錯合物、乙醯基丙酮酸鐵(III)等的有機鐵錯合物、乙醯基丙酮酸鎳(II)等的有機鎳錯合物、乙醯基丙酮酸錳(II)等的有機錳錯合物等。作為有機金屬鹽,可舉出例如辛酸鋅、辛酸錫、環烷酸鋅、環烷酸鈷、硬脂酸錫、硬脂酸鋅等。
若樹脂組成物包含(F)硬化促進劑之情形時,(F)硬化促進劑的量就可顯著地得到本發明所期望的效果之觀點而言,相對於樹脂組成物之不揮發成分100質量%,較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.03質量%以上,特佳為0.05質量%以上,較佳為3質量%以下,又較佳為1.5質量%以下,特佳為1質量%以下。
[8.(G)熱可塑性樹脂]
除了上述之成分以外,樹脂組成物係可包含(G)熱可塑性樹脂來作為任意的成分。
作為(G)成分的熱可塑性樹脂,可舉出例如苯氧基樹脂、聚乙烯縮醛樹脂、聚烯烴樹脂、丁二烯樹脂、矽氧烷樹脂、伸烷基樹脂、伸烷氧基樹脂、異戊二烯樹脂、異丁烯樹脂、碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯醚樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚酯樹脂。
作為苯氧基樹脂,可舉出例如具有由雙酚A骨架、雙酚F骨架、雙酚S骨架、雙酚苯乙酮骨架、酚醛清漆骨架、聯苯骨架、芴骨架、雙環戊二烯骨架、降冰片烯骨架、萘骨架、蒽骨架、金剛烷骨架、萜烯骨架、及三甲基環己烷骨架所成之群中所選出之1種以上的骨架的苯氧基樹脂。苯氧基樹脂的末端係可以是酚性羥基、環氧基等的任意的官能基。
作為苯氧基樹脂的具體例,可舉出三菱化學公司製的「1256」及「4250」(皆為含有雙酚A骨架的苯氧基樹脂);三菱化學公司製的「YX8100」(雙酚S骨架含有苯氧基樹脂);三菱化學公司製的「YX6954」(含有雙酚苯乙酮骨架的苯氧基樹脂);新日鐵住金化學公司製的「FX280」及「FX293」;三菱化學公司製的「YX6954BH30」、「YX6954BH30」、「YX7553」、「YX7553BH30」、「YL7769BH30」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」、「YL7891BH30」及「YL7482」等。
(G)熱可塑性樹脂的重量平均分子量Mw,就可顯著地得到本發明所期望的效果之觀點而言,較佳為8,000以上,又較佳為10,000以上,特佳為20,000以上,較佳為70,000以下,又較佳為60,000以下,特佳為50,000以下。(G)熱可塑性樹脂的重量平均分子量Mw係使用GPC所測定的聚苯乙烯換算的數平均分子量。
若樹脂組成物包含(G)熱可塑性樹脂之情形
時,樹脂組成物中的(G)熱可塑性樹脂的量,就可顯著地得到本發明所期望的效果之觀點而言,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.1質量%以上,更佳為0.3質量%以上,較佳為20質量%以下,又較佳為10質量%以下,又較佳為5質量%以下。
[9.(H)耐燃劑]
除了上述之成分以外,樹脂組成物係可包含(H)耐燃劑來作為任意的成分。
作為(H)耐燃劑,可舉出例如有機磷系耐燃劑、含有有機系氮的磷化合物、氮化合物、聚矽氧系耐燃劑、金屬氫氧化物等。耐燃劑係可單獨使用1種類、或可併用2種類以上。
作為(H)耐燃劑的具體例,可舉出三光社製的「HCA-HQ」、大八化學工業公司製的「PX-200」等。作為耐燃劑係以難以水解者為較佳,例如以10-(2,5-二羥基苯基)-10-氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-過氧化物等為較佳。
若樹脂組成物含有(H)耐燃劑之情形時,(H)耐燃劑的量,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.1質量%以上,更佳為0.3質量%以上,較佳為20質量%以下,又較佳為10質量%以下,又較佳為5質量%以下。
[10.(I)任意的添加劑]
除了上述之成分以外,樹脂組成物係可進而包含添加劑來作為任意的成分。作為如此般的添加劑,可舉出例如有機銅化合物、有機鋅化合物及有機鈷化合物等的有機金屬化合物;黏合劑、增黏劑、消泡劑、調平劑、密著性賦予劑等的樹脂添加劑等。該等的添加劑係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
[11.樹脂組成物的製造方法]
樹脂組成物係可藉由例如使用旋轉混合器等的攪拌裝置來攪拌調配成分的方法從而來製造。
[12.樹脂組成物的特性]
藉由上述之樹脂組成物,可降低最低熔融黏度。因此,可讓使用樹脂組成物的樹脂薄片的層合性變得良好。藉由(B)無機填充材時,雖可使樹脂組成物的硬化物的絕緣性能及密封性能提升,但一般而言包含(B)無機填充材的組成物的熔融黏度會變高,故有損及層合性之傾向。對此,上述之樹脂組成物係藉由使用(D)高分子樹脂,於使用(B)無機填充材之同時亦可降低熔融黏度,因而達成良好的層合性。樹脂組成物的具體的最低熔融黏度係較佳為30000poise以下,又較佳為20000poise以下,更佳為12000poise以下。樹脂組成物的最低熔融黏度的下限並無特別的限制,能夠設為例如100poise以上。樹脂組成物的最低熔融黏度係可依實施例所記載之方法來進行測定。
藉由上述之樹脂組成物,可得到玻璃轉移溫度較高的硬化物。因此,可使樹脂組成物的硬化物的耐熱性成為良好,因而可得到耐熱性為優異的絕緣層及密封層。例如依實施例所記載之條件來使樹脂組成物進行熱硬化,而所得到的硬化物的具體的玻璃轉移溫度係較佳為140℃以上,又較佳為145℃以上,特佳為150℃以上。樹脂組成物的硬化物的玻璃轉移溫度的上限並無特別限制,能夠設為例如300℃以下。樹脂組成物的硬化物的玻璃轉移溫度係可藉由實施例所記載之方法來進行測定。
藉由上述之樹脂組成物,碳黑係作為著色劑來發揮功能,因而可得到因應於使用該碳黑之用途的適當的發色。通常,碳黑係作為黑色顏料來發揮功能,因而可將樹脂組成物的硬化物的顏色製成黑色或與黑色接近的顏色。例如依實施例所記載之方法藉由樹脂組成物的硬化物來形成絕緣層之情形時,可得到黑色的絕緣層。具體而言,前述絕緣層的L*a*b*表色系中之座標L*,與作為白色標準板的氧化鋁製白色板的L*a*b*表色系中之座標L*的差ΔL*係較佳為-100以上,較佳為-40以下,又較佳為-50以下,特佳為-60以下。進而,前述絕緣層的L*a*b*表色系中之座標b*,與作為白色標準板的氧化鋁製白色板的L*a*b*表色系中之座標b*的差Δb*係較佳為-20以上,又較佳為-15以上,特佳為-10以上,較佳為20以下,又較佳為15以下,特佳為10以下。
上述之樹脂組成物係可抑制碳黑之凝集。以
往,在包含(B)無機填充材及(D)高分子樹脂的樹脂組成物中,一般而言碳黑係容易產生凝集,因而欲達成發色、最低熔融黏度及玻璃轉移溫度等的優異特性、與抑制碳黑之凝集之兩者,實為困難的。對此,藉由上述之樹脂組成物,即便是組合(B)無機填充材及(D)高分子樹脂之情形,亦可抑制(C)碳黑之凝集。因此,如前述般在發色、最低熔融黏度及玻璃轉移溫度等的特性中取得平衡之同時,亦可抑制因(C)碳黑之凝集所造成的缺點的產生。具體而言於形成樹脂組成物層之情形時,將能夠減少最大長度超過100μm的(C)碳黑之凝集物的產生頻率。
上述之樹脂組成物的硬化物係通常具有優異的絕緣性能。藉由(B)無機填充材從而可得到優異的絕緣性能,另外可抑制碳黑之凝集,故可抑制因碳黑之凝集物所造成的絕緣性的降低。又,可抑制碳黑之凝集物的產生,因而作為薄的絕緣層的材料將能夠使用樹脂組成物。
上述之樹脂組成物的硬化物係通常具有優異的密封性能。藉由(B)無機填充材從而可得到優異的密封性能,另外可抑制碳黑之凝集,因而可抑制以碳黑之凝集物為起點的裂隙的產生,並可抑制因裂隙所造成的密封性的降低。
[13.樹脂組成物的用途]
活用上述之優點,並藉由前述樹脂組成物的硬化物,從而可形成密封層及絕緣層。因此,該樹脂組成物係可使
用作為半導體密封用或絕緣層用的樹脂組成物。
例如前述樹脂組成物係可適合使用作為用來形成半導體晶片封裝體的絕緣層的樹脂組成物(半導體晶片封裝體的絕緣層用樹脂組成物)、及用來形成電路基板(包含印刷配線板)的絕緣層的樹脂組成物(電路基板的絕緣層用樹脂組成物)。進而,例如前述樹脂組成物係可適合使用作為用來形成在絕緣層上所形成的導體層(包含再配線層)之用來形成該絕緣層的樹脂組成物(用來形成導體層的絕緣層形成用的樹脂組成物)。
又,例如前述樹脂組成物係可適合作為用來將半導體晶片密封的樹脂組成物(半導體晶片的密封用樹脂組成物)。
作為可適於利用前述樹脂組成物的硬化物所形成的密封層或絕緣層的半導體晶片封裝體,可舉出例如FC-CSP、MIS-BGA封裝、ETS-BGA封裝、Fan-out型WLP(Wafer Level Package)、Fan-in型WLP、Fan-out型PLP(Panel Level Package)、Fan-in型PLP。
又,前述樹脂組成物係可使用作為底部填充材,也可使用作為例如將半導體晶片與基板連接後所使用的MUF(Molding Under Filling)的材料。
進而,前述樹脂組成物係可使用於樹脂薄片、預浸體等的薄片狀層合材料、阻焊劑、晶粒結著材、填孔樹脂、零件埋置樹脂等樹脂組成物所使用的廣泛用途中。
[14.樹脂薄片]
本發明之樹脂薄片係具有支撐體、與設置於該支撐體上的樹脂組成物層。樹脂組成物層係包含本發明之樹脂組成物的層,通常係可用樹脂組成物來形成。
樹脂組成物層的厚度,就薄型化之觀點而言,較佳為200μm以下,又較佳為150μm以下,更佳為100μm以下、80μm以下、60μm以下、50μm以下,或40μm以下。樹脂組成物層的厚度的下限並無特別限定,能夠設為例如1μm以上,5μm以上,10μm以上等。
作為支撐體,可舉出例如由塑膠材料所成的薄膜、金屬箔、脫模紙,以由塑膠材料所成的薄膜、金屬箔為較佳。
作為支撐體若使用由塑膠材料所成的薄膜之情形時,作為塑膠材料可舉出例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(以下有時簡稱為「PET」)、聚萘二甲酸乙二醇酯(以下有時簡稱為「PEN」)等的聚酯;聚碳酸酯(以下有時簡稱為「PC」);聚甲基丙烯酸甲酯(以下有時簡稱為「PMMA」)等的丙烯酸聚合物;環狀聚烯烴;三乙醯基纖維素(以下有時簡稱為「TAC」);聚醚硫醚(以下有時簡稱為「PES」);聚醚酮;聚醯亞胺等。其中,以聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯為較佳,就方便性以聚對苯二甲酸乙二醇酯為特佳。
作為支撐體若使用金屬箔之情形時,作為金
屬箔可舉出例如銅箔、鋁箔等。其中,以銅箔為較佳。作為銅箔,可以使用由銅的單質金屬所成的箔、也可使用由銅與其他的金屬(例如錫、鉻、銀、鎂、鎳、鋯、矽、鈦等)的合金所成的箔。
支撐體係可以對接合於樹脂組成物層的面,施予消光處理、電暈放電處理、靜電抑制處理等的處理。
又,作為支撐體係可使用在與樹脂組成物層接合的面上具有脫模層的附帶脫模層的支撐體。作為可使用於附帶脫模層的支撐體的脫模層中的脫模劑,可舉出例如由醇酸樹脂、聚烯烴樹脂、胺基甲酸酯樹脂、及聚矽氧樹脂所成之群中所選出之1種以上的脫模劑。作為脫模劑的市售品,可舉出例如醇酸樹脂系脫模劑之LINTEC公司製的「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」等。又,作為附帶脫模層的支撐體,可舉出例如Toray公司製的「Lumirror T60」、帝人公司製的「PUREX」、Unitika公司製的「Unipeel」等。
作為支撐體的厚度係以5μm~75μm的範圍為較佳,以10μm~60μm的範圍為又較佳。尚,若使用附帶脫模層的支撐體之情形時,以附帶脫模層的支撐體全體的厚度設為上述範圍為較佳。
樹脂薄片係可藉由例如下述般來製造:將樹脂組成物溶解至有機溶劑中來調製樹脂清漆,使用模塗佈機等的塗佈裝置將該樹脂清漆塗佈至支撐體上,進而使其進行乾燥而形成樹脂組成物層。
作為有機溶劑,可舉出例如丙酮、甲基乙基酮(MEK)及環己酮等的酮溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、溶纖劑乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯及卡必醇乙酸酯等的乙酸酯溶劑;溶纖劑及丁基卡必醇等的卡必醇溶劑;甲苯及二甲苯等的芳香族烴溶劑;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺(DMAc)及N-甲基吡咯啶酮等的醯胺系溶劑等。有機溶劑係可單獨使用1種類、或可組合2種類以上來使用。
乾燥係可藉由加熱、噴吹熱風等的周知的方法來實施。乾燥係樹脂組成物層中之有機溶劑的含量通常為10質量%以下,較佳為以成為5質量%以下來進行。依樹脂清漆中之有機溶劑的沸點而有所不同,例如若使用包含30質量%~60質量%的有機溶劑的樹脂清漆之情形時,藉由以50℃~150℃下使其乾燥3分鐘~10分鐘,從而可形成樹脂組成物層。
樹脂薄片係因應所需可包含除了支撐體及樹脂組成物層以外的任意的層。例如樹脂薄片中不相接於樹脂組成物層的支撐體的面(即,與支撐體為相反側的面)上係可依據支撐體來設置保護薄膜。保護薄膜的厚度係例如為1μm~40μm。藉由保護薄膜,可抑制對於樹脂組成物層的表面之灰塵等的附著或傷痕。若樹脂薄片具有保護薄膜之情形時,藉由將保護薄膜剝下從而變成能夠使用的樹脂薄片。樹脂薄片係能夠捲取成輥狀來做保存。
樹脂薄片係於半導體晶片封裝體的製造時可適合使用來用於形成絕緣層(半導體晶片封裝體的絕緣層
用樹脂薄片)。例如樹脂薄片可適合使用來用於形成電路基板的絕緣層(電路基板的絕緣層用樹脂薄片),更可適合使用來用於形成在其上方為藉由鍍敷而形成有導體層的層間絕緣層(藉由鍍敷形成導體層的電路基板的層間絕緣層用)。作為使用如此般的基板的封裝體的例子,可舉出FC-CSP、MIS-BGA封裝、ETS-BGA封裝。
又,樹脂薄片可適合使用來用於密封半導體晶片(半導體晶片密封用樹脂薄片)、或用於在半導體晶片上形成配線(半導體晶片配線形成用樹脂薄片)。作為能夠適用的半導體晶片封裝體,可舉出例如Fan-out型WLP(Wafer Level Package)、Fan-in型WLP、Fan-out型PLP(Panel Level Package)、Fan-in型PLP等。
又,樹脂薄片係可用於將半導體晶片與基板連接後所使用的MUF的材料中。
進而,樹脂薄片係可使用於要求著高的絕緣可靠性之其他的廣泛用途中。例如,樹脂薄片係可適合使用來用於形成印刷配線板等的電路基板的絕緣層。
[15.電路基板]
本發明之電路基板係包含藉由本發明之樹脂組成物的硬化物所形成的絕緣層。該電路基板係可藉由例如包含下述之步驟(1)及步驟(2)的製造方法從而進行製造。
(1)於基材上形成樹脂組成物層之步驟。
(2)將樹脂組成物層進行熱硬化從而形成絕緣層之步
驟。
步驟(1)中係準備基材。作為基材,可舉出例如玻璃環氧基板、金屬基板(不鏽鋼或冷軋鋼板(SPCC)等)、聚酯基板、聚醯亞胺基板、BT樹脂基板、熱硬化型聚苯醚基板等的基板。又,基材係可於表面上具有銅箔等的金屬層來作為該基材的一部分。可使用例如在兩面的表面上具有能夠剝離的第一金屬層及第二金屬層的基材。若使用如此般的基材之情形時,通常作為可成為電路配線來發揮功能的配線層的導體層,被形成在與第二金屬層的第一金屬層為相反側的面上。作為具有如此般的金屬層的基材,可舉出例如三井金屬礦業公司製的附帶承載銅箔的極薄銅箔「Micro Thin」。
又,在基材的一面或兩面的表面上係可形成導體層。以下之說明中將包含基材、與被形成在該基材表面上的導體層的構件,有時稱為「附帶配線層的基材」。作為導體層中所包含的導體材料,可舉出包含例如由金、鉑、鈀、銀、銅、鋁、鈷、鉻、鋅、鎳、鈦、鎢、鐵、錫及銦所成之群中所選出之1種以上的金屬的材料。作為導體材料可使用單質金屬、也可使用合金。作為合金,可舉出例如由上述之群中所選出之2種類以上的金屬的合金(例如鎳‧鉻合金、銅‧鎳合金及銅‧鈦合金)。其中,就導體層形成的汎用性、成本、圖型化的容易性等的觀點而言,以作為單質金屬的鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或者銅;及鎳‧鉻合金、銅‧鎳合金、銅‧鈦合金的合金
為較佳。其中,以鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或者銅的單質金屬;及鎳‧鉻合金為又較佳,以銅的單質金屬為更佳。
導體層係例如為了使作為配線層發揮功能也可進行圖型形成。此時,導體層的線寬(電路寬)/間隔(電路間的寬)比並無特別限制,較佳為20/20μm以下(即間距為40μm以下),又較佳為10/10μm以下,更佳為5/5μm以下,又更佳為1/1μm以下,特佳為0.5/0.5μm以上。間距不需要在整個導體層中全部相同。導體層的最小間距係可設為例如40μm以下、36μm以下、或30μm以下。
導體層的厚度係依電路基板的設計而有所不同,較佳為3μm~35μm,又較佳為5μm~30μm,更佳為10~20μm,特佳為15~20μm。又,於絕緣層的形成後將絕緣層進行研磨或磨削來使導體層露出,並進行導體層的層間連接之情形時,進行層間連接的導體層,與不進行層間連接的導體層係以厚度為不同為較佳。各導體層之中,最厚的導體層(導電性柱)的厚度係依所期望的配線板的設計而有所不同,較佳為2μm以上100μm以下。導體層的厚度係藉由重複前述圖型形成,從而可進行調整。又,被層間連接的導體層係可變成為凸型。
導體層係可例如藉由包含下述步驟之方法來形成:在基材上層合乾式薄膜(感光性阻劑薄膜)之步驟;使用光罩並依指定的條件對乾式薄膜進行曝光及顯影來形成圖型從而得到圖型乾式薄膜之步驟;將經顯影的圖型乾
式薄膜作為鍍敷遮罩,並藉由電解鍍敷法等的鍍敷法從而形成導體層之步驟;及將圖型乾式薄膜剝離之步驟。作為乾式薄膜係可使用由光阻劑組成物所成的感光性的乾式薄膜,可使用例如利用酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂等的樹脂所形成的乾式薄膜。基材與乾式薄膜的層合條件係能夠與後述之基材與樹脂薄片的層合條件為相同。乾式薄膜的剝離係可使用例如氫氧化鈉溶液等的鹼性的剝離液來實施。因應所需也可藉由蝕刻等來去除不需要的配線圖型。
於準備基材後,在基材上形成樹脂組成物層。若在基材的表面上形成導體層之情形時,樹脂組成物層的形成係以導體層被埋置在樹脂組成物層中來進行為較佳。
樹脂組成物層的形成係通常藉由層合樹脂薄片與基材從而來進行。該層合係可例如將樹脂薄片的保護薄膜去除後,藉由從支撐體側將樹脂薄片加熱壓著至基材上,而使樹脂組成物層貼合在基材上來進行。作為將樹脂薄片加熱壓著至基材上的構件(以下有時稱為「加熱壓著構件」),可舉出例如經加熱的金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥)等。尚,並非將加熱壓著構件直接壓製(pressing)在樹脂薄片上,而是介隔著耐熱橡膠等的彈性材,以樹脂薄片能充分地追隨基材的表面凹凸之方式來進行壓製者為較佳。
基材與樹脂薄片的層合係可例如藉由真空層合法來實施。真空層合法中,加熱壓著溫度係較佳為60℃
~160℃,又較佳為80℃~140℃的範圍。加熱壓著壓力係較佳為0.098MPa~1.77MPa,又較佳為0.29MPa~1.47MPa的範圍。加熱壓著時間係較佳為20秒鐘~400秒鐘,又較佳為30秒鐘~300秒鐘的範圍。層合係較佳以壓力13hPa以下的減壓條件下來實施。
於層合之後,在常壓下(大氣壓下)例如藉由從支撐體側來壓製加熱壓著構件,從而可進行已層合的樹脂薄片的平滑化處理。平滑化處理的壓製條件係可設為與上述層合之加熱壓著條件為相同的條件。尚,層合與平滑化處理係可使用真空貼合機連續的進行。
於基材上形成樹脂組成物層後,於步驟(2)中將樹脂組成物層進行熱硬化從而形成絕緣層。樹脂組成物層的熱硬化條件會依樹脂組成物的種類等而有所不同,但硬化溫度係通常為120℃~240℃的範圍(較佳為150℃~220℃的範圍,又較佳為170℃~200℃的範圍),硬化時間係通常為5分鐘~120分鐘的範圍(較佳為10分鐘~100分鐘,又較佳為15分鐘~90分鐘)。
於使樹脂組成物層進行熱硬化前,可利用較硬化溫度為低的溫度對樹脂組成物層進行加熱來施予預加熱處理。例如於使樹脂組成物層進行熱硬化之前,通常可藉以50℃以上未滿120℃(較佳為60℃以上110℃以下,又較佳為70℃以上100℃以下)的溫度來將樹脂組成物層預加熱通常為5分鐘以上(較佳為5分鐘~150分鐘,又較佳為15分鐘~120分鐘)。
依如以上般之方式可製造具有絕緣層的電路基板。又,電路基板的製造方法係進而可包含任意的步驟。
電路基板的製造方法係可包含例如將樹脂薄片的支撐體剝離之步驟。支撐體係可於樹脂組成物層的熱硬化之前來進行剝離、也可於樹脂組成物層的熱硬化之後來進行剝離。
電路基板的製造方法係可包含例如在形成絕緣層之後,研磨其絕緣層的表面之步驟。研磨方法並無特別限定。例如可使用平面磨削盤來研磨絕緣層的表面。
電路基板的製造方法係可包含例如將導體層進行層間連接之步驟(3)。該步驟(3)係通常使設置在絕緣層之一側的導體層(例如在基材表面所形成的導體層)導通至前述導體層之另一側。該步驟(3)係可包含在絕緣層上形成通孔(via hole),進而在包含形成通孔的位置的絕緣層上之適當的位置來形成導體層從而進行層間連接。又,步驟(3)係也可包含將絕緣層進行研磨或磨削,來使在絕緣層的一側所形成的導體層露出從而進行層間連接。
若使用通孔來進行層間連接之情形時,例如於在附帶配線層的基材上所形成的絕緣層來形成通孔後,在與絕緣層的基材為相反側上來形成導體層從而進行層間連接。作為通孔的形成方法,可舉出例如雷射照射、蝕刻、機械鑽孔等。其中,以雷射照射為較佳。該雷射照射係可使用利用碳酸氣體雷射、YAG雷射、準分子雷射等的
任意光源的適當雷射加工機來進行。例如對樹脂薄片的支撐體側進行雷射照射,並貫通支撐體及絕緣層,從而可形成使基材表面的導體層露出的通孔。
雷射照射係可依照因應所選擇的雷射加工機之適當的步驟來實施。通孔的形狀並無特別限定,但一般為呈圓形或大致圓形。所謂的通孔的形狀係指沿著通孔的延伸方向觀察時的開口的輪廓的形狀。
通孔的形成後,以進行去除通孔內的膠渣之步驟為較佳。該步驟係有時被稱為除膠渣步驟。例如若藉由鍍敷步驟來進行在絕緣層上形成導體層之情形時,也可對於通孔進行濕式的除膠渣處理。又,若藉由濺鍍步驟來進行在絕緣層上形成導體層之情形時,則可進行等離子處理步驟等的乾式除膠渣步驟。進而,藉由除膠渣步驟可對絕緣層施予粗化處理。
又,於絕緣層上形成導體層前,對於絕緣層可進行粗化處理。依據該粗化處理,一般為可使包含通孔內的絕緣層的表面粗化。作為粗化處理係可進行乾式及濕式之任意的粗化處理。作為乾式的粗化處理之例子,可舉出等離子處理等。又,作為濕式的粗化處理之例子,可舉出依序進行藉由膨潤液之膨潤處理、藉由氧化劑之粗化處理、及藉由中和液之中和處理的方法。
粗化處理後的絕緣層表面的表面粗度Ra係較佳為350nm以上,又較佳為400nm以上,更佳為450nm以上,較佳為700nm以下,又較佳為650nm以下,更佳為
600nm以下。表面粗度Ra係可使用非接觸型表面粗度計來進行測定。
形成通孔後,在絕緣層上來形成導體層。藉由在形成通孔的位置上來形成導體層,從而使新形成的導體層與基材表面的導體層導通並進行層間連接。導體層的形成方法,可舉出例如鍍敷法、濺鍍法、蒸鍍法等,其中,以鍍敷法為較佳。適合的實施形態中,係藉由半加成法、全加成法等的適當的方法,將絕緣層的表面進行鍍敷,從而形成具有所期望的配線圖型的導體層。又,若樹脂薄片中之支撐體為金屬箔之情形時,藉由消去處理法,從而可形成具有所期望的配線圖型的導體層。所形成的導體層的材料係可以是單質金屬,也可以是合金。又,該導體層係可具有單層構造、也可具有包含2層以上之不同種類的材料層的多層構造。
於此,詳細地說明在絕緣層上形成導體層的實施形態之例子。在絕緣層的表面上,藉由無電解鍍敷從而形成鍍敷種晶層。接下來,在形成的鍍敷種晶層上,對應所期望的配線圖型,形成使鍍敷種晶層的一部分露出的遮罩圖型。在露出的鍍敷種晶層上,藉由電解鍍敷從而形成電解鍍敷層。此時,電解鍍敷層的形成之同時,藉由電解鍍敷來埋置通孔從而可形成填充孔洞。形成電解鍍敷層後,去除遮罩圖型。之後,藉由蝕刻等的處理來去除不需要的鍍敷種晶層,從而形成具有所期望的配線圖型的導體層。尚,於形成導體層時,遮罩圖型的形成中所使用的乾
式薄膜係與上述乾式薄膜為相同。
導體層不僅是線狀的配線,也可包含例如可搭載外部端子的電極墊(land/焊盤)。又,導體層係可以僅由電極墊所構成。
又,導體層係於鍍敷種晶層的形成後,以不使用遮罩圖型來形成電解鍍敷層及填充孔洞,之後藉由進行經蝕刻之圖型化而可形成。
若藉由絕緣層的研磨或磨削來進行層間連接之情形時,例如將在附帶配線層的基材上所形成的絕緣層進行研磨或磨削後,使在基材上所形成的導體層於與絕緣層的基材為相反側上露出。作為絕緣層的研磨方法及磨削方法,係可使用能使基材表面的導體層露出之任意的方法。其中,對於絕緣層的層平面,以藉由研磨或切削從而得到平行的研磨面或磨削面的方法為較佳。可舉出例如藉由化學機械研磨裝置之化學機械研磨方法、拋光等的機械研磨方法、藉由砂輪旋轉之平面磨削方法等。又,若藉由絕緣層的研磨或磨削來進行層間連接之情形時,與使用通孔來進行層間連接之情形為相同,也可進行膠渣去除步驟、進行粗化處理之步驟、在絕緣層上形成導體層之步驟。又,不需要使基材表面的全部的導體層露出,也可以使其一部分露出。
電路基板的製造方法係可包含例如去除基材之步驟(4)。藉由去除基材,從而可得到具有絕緣層、與被埋置在該絕緣層中的導體層的電路基板。例如若使用具
有能夠剝離的第一金屬層及第二金屬層的基材之情形時,可進行該步驟(4)。以下,說明適合的例子。在具有第一金屬層及第二金屬層的基材之前述第二金屬層的表面上來形成導體層。進而,以導體層被埋置在樹脂組成物層中之方式,在第二金屬層上形成樹脂組成物層並使其進行熱硬化,從而得到絕緣層。之後,因應所需在進行層間連接後,將基材的第二金屬層以外的部分剝離。又,利用例如氯化銅水溶液等的蝕刻液,將第二金屬層進行蝕刻並去除。藉此,可進行基材的去除。此時,因應所需在利用保護薄膜來保護導體層的狀態下,也可進行基材的去除。
其他的實施形態中,電路基板係可使用預浸體來製造。預浸體係藉由例如熱熔法、溶劑法等的方法,從而使樹脂組成物含浸在薄片狀纖維基材中者。作為薄片狀纖維基材,可舉出例如玻璃布、芳香族聚醯胺不織布、液晶聚合物不織布等。又,就薄型化之觀點而言,薄片狀纖維基材的厚度係較佳為900μm以下,又較佳為800μm以下,更佳為700μm以下,特佳為600μm以下、又,較佳為1μm以上、1.5μm以上、2μm以上。該預浸體的厚度係能夠設為與上述之樹脂薄片中之樹脂組成物層為相同的範圍。使用如此般的預浸體的電路基板的製造方法係基本上與使用樹脂薄片之情形時為相同。
[16.半導體晶片封裝體]
本發明之第一實施形態相關之半導體晶片封裝體係包
含上述之電路基板、與搭載於該電路基板的半導體晶片。該半導體晶片封裝體係可藉由將半導體晶片接合於電路基板上從而來製造。
電路基板與半導體晶片的接合條件,係可採用半導體晶片的端子電極與電路基板的電路配線能進行導體連接之任意的條件。例如可採用於半導體晶片的倒裝晶片安裝中所使用的條件。又,例如在半導體晶片與電路基板之間,可介隔著絕緣性的接著劑來進行接合。
作為接合方法之例子,可舉出將半導體晶片壓著在電路基板上的方法。作為壓著條件,壓著溫度係通常為120℃~240℃的範圍(較佳為130℃~200℃的範圍,又較佳為140℃~180℃的範圍),壓著時間係通常為1秒鐘~60秒鐘的範圍(較佳為5秒鐘~30秒鐘)。
又,作為接合方法之其他的例子,可舉出將半導體晶片迴焊至電路基板上並進行接合的方法。迴焊條件係可設為120℃~300℃的範圍。
將半導體晶片與電路基板接合後,可利用模塑底部填充材(molded underfill)來填充半導體晶片。作為該模塑底部填充材,可使用上述之樹脂組成物,又也可使用上述之樹脂薄片。
本發明之第二實施形態相關之半導體晶片封裝體係包含半導體晶片、與密封該半導體晶片的前述樹脂組成物的硬化物。如此般的半導體晶片封裝體中,通常樹脂組成物的硬化物係可作為密封層來發揮功能。作為第二
實施形態相關之半導體晶片封裝體,可舉出例如Fan-out型WLP。
圖1係模擬性表示作為本發明之第二實施形態相關之半導體晶片封裝體之一例子的Fan-out型WLP的斷面圖。作為Fan-out型WLP的半導體晶片封裝體100,例如圖1所表示般,具備有:半導體晶片110;以覆蓋半導體晶片110的周圍之方式所形成的密封層120;設置在與半導體晶片110的密封層120為相反側的面,作為絕緣層的再配線形成層130;作為導體層的再配線層140;阻焊劑層150;及凸塊160。
如此般的半導體晶片封裝體的製造方法係可以包含下述步驟:(A)在基材上層合暫固定薄膜之步驟、(B)將半導體晶片暫時固定至暫固定薄膜上之步驟、(C)在半導體晶片上形成密封層之步驟、(D)將基材及暫固定薄膜從半導體晶片上剝離之步驟、(E)在半導體晶片的基材及暫固定薄膜為已剝離的面上形成作為絕緣層的再配線形成層之步驟、(F)在再配線形成層上形成作為導體層的再配線層之步驟、以及(G)在再配線層上形成阻焊劑層之步驟。
又,前述半導體晶片封裝體的製造方法係可包含:(H)將多個的半導體晶片封裝體切割成一個一個的半
導體晶片封裝體來進行個別片化之步驟。以下,對於該製造方法進行詳細地說明。
(步驟(A))
步驟(A)係在基材上層合暫固定薄膜之步驟。基材與暫固定薄膜的層合條件係能夠與電路基板的製造方法中之基材與樹脂薄片的層合條件為相同。
作為基材,可舉出例如矽晶圓;玻璃晶圓;玻璃基板;銅、鈦、不鏽鋼、冷軋鋼板(SPCC)等的金屬基板;FR-4基板等的環氧樹脂中滲入玻璃纖維等並進行熱硬化處理而成的基板;BT樹脂等的由雙馬來醯亞胺三嗪樹脂所成的基板等。
暫固定薄膜係能夠使用可從半導體晶片剝離、且可將半導體晶片暫時固定之任意的材料。作為市售品,可舉出日東電工公司製「REVALPHA」等。
(步驟(B))
步驟(B)係暫時將半導體晶片固定至暫固定薄膜上之步驟。半導體晶片的暫時固定係可使用例如倒裝晶片接合機、晶粒接合機等的裝置來進行。半導體晶片的配置布局(layout)及配置數係可因應暫固定薄膜的形狀、大小、目標的半導體封裝體的生產數等來做適當地設定。例如可將半導體晶片排列成多行、且多列的矩陣狀並進行暫時固定。
(步驟(C))
步驟(C)係在半導體晶片上形成密封層之步驟。密封層係藉由上述之樹脂組成物的硬化物從而形成。密封層係通常利用包含在半導體晶片上形成樹脂組成物層之步驟、與使該樹脂組成物層進行熱硬化從而形成密封層之步驟的方法來形成。
使樹脂組成物層形成於半導體晶片上,通常係使用上述之樹脂薄片來進行。具體而言藉由層合樹脂薄片的樹脂組成物層與半導體晶片,從而在半導體晶片上來形成樹脂組成物層。上述之樹脂組成物係通常最低熔融黏度為低,因而藉由前述層合,而能夠使半導體晶片成為良好的密封。
半導體晶片與樹脂薄片的層合係可藉由例如下述般來進行:於去除樹脂薄片的保護薄膜後,從支撐體側將樹脂薄片加熱壓著至半導體晶片上,而使樹脂組成物層貼合在半導體晶片上。作為將樹脂薄片加熱壓著至半導體晶片上的加熱壓著構件,可舉出例如經加熱的金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥)等。尚,並非將加熱壓著構件直接壓製在樹脂薄片上,而是介隔著耐熱橡膠等的彈性材,以樹脂薄片能充分地追隨半導體晶片的表面凹凸之方式來進行壓製者為較佳。
又,半導體晶片與樹脂薄片的層合係例如於去除樹脂薄片的保護薄膜後,可藉由真空層合法從而來實
施。真空層合法中之層合條件係能夠設定與電路基板的製造方法中之基材與樹脂薄片的層合條件為相同。
樹脂薄片的支撐體係可於在半導體晶片上層合樹脂薄片之前來進行剝離、或可於層合半導體晶片與樹脂薄片後且將樹脂組成物層進行熱硬化之前來進行剝離、也可於層合半導體晶片與樹脂薄片且將樹脂組成物層進行熱硬化之後來進行剝離。
又,使樹脂組成物層形成於半導體晶片上,係可使用上述之樹脂組成物來進行。具體而言係可藉由將樹脂組成物塗佈至半導體晶片上從而來進行。作為樹脂組成物的塗佈條件係能夠設定與樹脂薄片的製造方法中形成樹脂組成物層時的塗佈條件為相同。
在半導體晶片上形成樹脂組成物層後,使該樹脂組成物層進行熱硬化,從而得到覆蓋半導體晶片的密封層。藉此,可進行藉由樹脂組成物的硬化物之半導體晶片的密封。樹脂組成物層的熱硬化條件係可採用與電路基板的製造方法中之樹脂組成物層的熱硬化條件為相同的條件。進而,於使樹脂組成物層進行熱硬化前,可利用較硬化溫度為低的溫度對樹脂組成物層進行加熱來施予預加熱處理。該預加熱處理的處理條件係可採用與電路基板的製造方法中之預加熱處理為相同的條件。
(步驟(D))
步驟(D)係將基材及暫固定薄膜從半導體晶片上剝離
之步驟。剝離方法係以採用因應暫固定薄膜的材質之適當的方法為宜。作為剝離方法,可舉出例如使暫固定薄膜加熱、發泡或膨脹從而來進行剝離的方法。又,作為剝離方法,可舉出例如通過基材對暫固定薄膜照射紫外線,使暫固定薄膜的黏著力降低從而來進行剝離的方法。
使暫固定薄膜加熱、發泡或膨脹從而來進行剝離的方法中,加熱條件係通常以100℃~250℃下進行1秒鐘~90秒鐘或5分鐘~15分鐘。又,照射紫外線使暫固定薄膜的黏著力降低從而來進行剝離的方法中,紫外線的照射量係通常為10mJ/cm2~1000mJ/cm2。
(步驟(E))
步驟(E)係在半導體晶片的基材及暫固定薄膜為已剝離的面上形成作為絕緣層的再配線形成層之步驟。
再配線形成層的材料係可使用再配線形成層之形成時具有絕緣性的任意材料。其中,就半導體晶片封裝體的製造之容易度之觀點而言,以感光性樹脂及熱硬化性樹脂為較佳。又,作為該熱硬化性樹脂可使用本發明之樹脂組成物。
於形成再配線形成層後,為了將半導體晶片與再配線層進行層間連接,故可在再配線形成層上形成通孔。
若再配線形成層的材料為感光性樹脂之情形時之通孔的形成方法中,通常為通過遮罩圖型,對再配線
形成層的表面來照射活性能量線,從而使照射部分的再配線形成層進行光硬化。作為活性能量線,可舉出例如紫外線、可見光線、電子線、X線等,特別是以紫外線為較佳。紫外線的照射量及照射時間係可因應感光性樹脂來做適當地設定。作為曝光方法,可舉出例如使遮罩圖型密著在再配線形成層上並進行曝光之接觸曝光法、不使遮罩圖型密著在再配線形成層上而使用平行光線來進行曝光之非接觸曝光法等。
使再配線形成層進行光硬化後,將再配線形成層顯影並去除未曝光部分從而形成通孔。顯影係可進行濕式顯影、乾式顯影中之任一。作為顯影的方式,可舉出例如浸漬方式、混拌方式、噴霧方式、刷塗方式、搖動浸漬方式等,就解析性之觀點而言,以混拌方式為適合。
作為若再配線形成層的材料為熱硬化性樹脂之情形時之通孔的形成方法,可舉出例如雷射照射、蝕刻、機械鑽孔等。其中,以雷射照射為較佳。雷射照射係可使用利用碳酸氣體雷射、UV-YAG雷射、準分子雷射等的光源的適當雷射加工機來進行。
通孔的形狀並無特別限定,但一般認為呈圓形或大致圓形。通孔的頂端口徑係較佳為50μm以下,又較佳為30μm以下,更佳為20μm以下,較佳為3μm以上,較佳為10μm以上,又較佳為15μm以上。於此,所謂的通孔的頂端口徑係指在再配線形成層的表面上之通孔的開口的直徑。
(步驟(F))
步驟(F)係在再配線形成層上形成作為導體層的再配線層之步驟。在再配線形成層上形成再配線層的方法係能夠採用與電路基板的製造方法中之在絕緣層上之導體層的形成方法為相同。又,重複進行步驟(E)及步驟(F),並可交替地堆積再配線層及再配線形成層(增層)。
(步驟(G))
步驟(G)係在再配線層上形成阻焊劑層之步驟。阻焊劑層的材料係可使用阻焊劑層之形成時具有絕緣性的任意的材料。其中,就半導體晶片封裝體的製造的容易度之觀點而言,以感光性樹脂及熱硬化性樹脂為較佳。又,作為熱硬化性樹脂可使用本發明之樹脂組成物。
又,步驟(G)中,因應所需可進行形成凸塊的凸塊加工。凸塊加工係可利用焊球、焊料鍍敷等的方法來進行。又,凸塊加工中之通孔的形成係可與步驟(E)相同地來進行。
(步驟(H))
半導體晶片封裝體的製造方法,除了步驟(A)~(G)以外也可包含步驟(H)。步驟(H)係將多個的半導體晶片封裝體切割成一個一個的半導體晶片封裝體來進行個別片化之步驟。將半導體晶片封裝體切割成一個一個的半導體晶片
封裝體的方法並無特別限定。
本發明之第三實施形態相關之半導體晶片封裝體,例如在圖1所表示之例子般的半導體晶片封裝體100中,利用本發明之樹脂組成物的硬化物來形成再配線形成層130或阻焊劑層150的半導體晶片封裝體。
[17.半導體裝置]
作為安裝有上述之半導體晶片封裝體的半導體裝置,可舉出提供於例如電氣製品(例如電腦、行動電話、智慧型手機、平板型裝置、穿戴式裝置、數位相機、醫療機器、及電視機等)及交通工具(例如摩托車、汽車、電車、船舶及飛機等)等中的各種半導體裝置。
以下為表示實施例來對於本發明進行具體地說明。但本發明並非被限定於以下之實施例中。以下之說明中,表示量的「份」及「%」,若無特別說明,則分別意指「質量份」及「質量%」。又,以下所說明的操作,若無特別說明,則在常溫常壓的環境下來進行。
[合成例1]
在反應容器中,放入2官能性羥基末端聚丁二烯(日本曹達公司製「G-3000」、數平均分子量=3000、羥基當量=1800g/eq.)69g、芳香族烴系混合溶劑(出光石油化學公
司製「Ipsol 150」)40g、與二月桂酸二丁基錫0.005g,並進行混合使其均勻地溶解。呈均勻狀態時升溫至50℃,進而一邊攪拌一邊添加異佛酮二異氰酸酯(Evonik Degussa Japan公司製「IPDI」、異氰酸酯基當量=113g/eq.)8g,並進行反應約3小時。
接下來,將所得到的反應物冷卻至室溫。在冷卻的反應物中,添加甲酚酚醛清漆樹脂(ethyl diglycol acetate/DIC公司製「KA-1160」、羥基當量=117g/eq.)23g、與乙基二甘醇乙酸酯(DAICEL公司製)60g,一邊攪拌一邊升溫至80℃,並進行反應約4小時。藉由FT-IR進行確認2250cm-1之NCO波峰的消失。確認到NCO波峰消失時並視為反應的終點,將反應物降溫至室溫。又,利用100篩孔的濾布將反應物進行過濾,從而得到具有丁二烯構造及酚性羥基的彈性體A(含有酚性羥基的丁二烯樹脂:不揮發成分50質量%)。彈性體A的數平均分子量為5500、玻璃轉移溫度為-5℃。
[合成例2]
在固定有攪拌裝置、溫度計及冷凝器的燒瓶中,裝入作為溶劑之乙基二甘醇乙酸酯368.41g及芳香族系溶劑(Exxon Mobil公司製「Solvesso150」)368.41g。進而,在前述燒瓶中,裝入二苯基甲烷二異氰酸酯100.1g(0.4莫耳)、與聚碳酸酯二醇(Kuraray公司製「C-2015N」、數平均分子量:約2000、羥基當量=1000g/eq.、不揮發成分:
100%)400g(0.2莫耳),並以70℃下進行反應4小時。
接下來,在前述燒瓶中,進而裝入壬基苯酚酚醛清漆樹脂(羥基當量=229.4g/eq、平均4.27官能、平均計算分子量979.5g/莫耳)195.9g(0.2莫耳)、與乙二醇雙無水偏苯三酸酯41.0g(0.1莫耳),以2小時升溫至150℃並使其反應12小時。藉由FT-IR進行確認2250cm-1之NCO波峰的消失。確認到NCO波峰消失時並視為反應的終點,將反應物降溫至室溫。又,利用100篩孔的濾布來進行過濾,從而可得到具有碳酸酯構造的彈性體B(不揮發成分50質量%)。彈性體B的數平均分子量為6100、玻璃轉移溫度為5℃。
[實施例1]
在25℃下,將液狀環氧樹脂(新日鐵住金化學公司製「ZX1059」、雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂的1:1混合品(質量比)、環氧當量:169g/eq.)25份、縮水甘油胺型環氧樹脂(住友化學公司製「ELM-100」、環氧當量107g/eq.)5份、聯苯型環氧樹脂(日本化藥公司製「NC3000L」、環氧當量269g/eq.)20份、兩親媒性聚醚嵌段共聚物(Dow Chemical Co.製「Fortegra100」、數平均分子量6700)3份、經苯基胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)進行表面處理的球形二氧化矽(平均粒徑0.5μm、Admatechs公司製「SO-C2」)380份、活性酯化合物(DIC公司製「HPC-8000-65T」、活性基當量約
223g/eq.的不揮發成分65質量%的甲苯溶液)7.7份、含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆系硬化劑(DIC公司製「LA-7054」、羥基當量約125g/eq.、不揮發成分60%的MEK溶液)8.3份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製「YX7553BH30」、不揮發成分30質量%的環己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液)16.6份、耐燃劑(三光社製「HCA-HQ」、10-(2,5-二羥基苯基)-10-氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-過氧化物、平均粒徑2μm)5份、碳黑A(DBP吸收量120cm3/100g、pH=6.5、平均粒徑20nm)1.5份、硬化促進劑(四國化成工業公司製「1B2PZ」、1-苄基-2-苯基咪唑)0.3份、甲基乙基酮25份、及環己酮25份進行混合,並使用高速旋轉混合器來使其均勻地分散從而得到混合物。利用濾筒(ROKITECHNO製「SHP050」),將該混合物進行過濾從而調製樹脂清漆1。
尚,前述兩親媒性聚醚嵌段共聚物(Dow Chemical Co.製「Fortegra100」)係在25℃左右的室溫下呈液狀的樹脂,因此其玻璃轉移溫度為30℃以下。
[實施例2]
將碳黑A的量從1.5份變更成1.0份。除了以上之事項以外係進行與實施例1相同的操作,從而調製樹脂清漆2。
[實施例3]
在25℃下,將液狀環氧樹脂(新日鐵住金化學公司製
「ZX1059」、雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂的1:1混合品(質量比)、環氧當量:169g/eq)10份、縮水甘油胺型環氧樹脂(住友化學公司製「ELM-100」、環氧當量107g/eq.)5份、萘型環氧樹脂(DIC公司製「HP4032SS」、環氧當量151g/eq.)7份、合成例1所調製的彈性體A(不揮發成分50質量%)16份、經苯基胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)進行表面處理的球形二氧化矽(平均粒徑0.5μm、Admatechs公司製「SO-C2」)310份、活性酯化合物(DIC公司製「HPC-8000-65T」、活性基當量約223g/eq.、不揮發成分65質量%的甲苯溶液)7.7份、含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆系硬化劑(DIC製「LA-7054」、羥基當量約125g/eq.、不揮發成分60%的MEK溶液)25份、碳黑A(DBP吸收量120cm3/100g、pH=6.5、平均粒徑20nm)4份、硬化促進劑(四國化成工業公司製「1B2PZ」、1-苄基-2-苯基咪唑)0.5份、及甲基乙基酮20份進行混合,並利用高速旋轉混合器來使其均勻地分散從而得到混合物。利用濾筒(ROKITECHNO製「SHP050」),將該混合物進行過濾從而調製樹脂清漆3。
[實施例4]
將碳黑A的量從4份變更成2份。又,將甲基乙基酮的量從20份變更成25份。除了以上之事項以外係進行與實施例3相同的操作,從而調製樹脂清漆4。
[實施例5]
使用碳黑B(DBP吸收量70cm3/100g、pH=3.5、平均粒徑20nm)4份來替代碳黑A 1.5份。除了以上之事項以外係進行與實施例1相同的操作,從而調製樹脂清漆5。
[實施例6]
使用碳黑B(DBP吸收量70cm3/100g、pH=3.5、平均粒徑20nm)2.5份來替代碳黑A 4份。又,將甲基乙基酮的量從20份變更成25份。除了以上之事項以外係進行與實施例3相同的操作,從而調製樹脂清漆6。
[實施例7]
使用合成例2所調製的彈性體B(不揮發分50質量%)16份來替代合成例1所調製的彈性體A(不揮發成分50質量%)16份。又,將碳黑A的量從4份變更成2份。進而,將甲基乙基酮的量從20份變更成25份。除了以上之事項以外係進行與實施例3相同的操作,從而調製樹脂清漆7。
[實施例8]
將液狀環氧樹脂(新日鐵住金化學公司製「ZX1059」)的量從25份變更成22份。又,使用碳黑B(DBP吸收量70cm3/100g、pH=3.5、平均粒徑20nm)4份來替代碳黑A 1.5份。進而,作為樹脂清漆的材料,可再添加橡膠彈性環氧樹脂(三菱化學公司製「YX7400」、環氧當量
410g/eq.)3份。除了以上之事項以外係進行與實施例1相同的操作,從而調製樹脂清漆8。
[比較例1]
不使用活性酯化合物(DIC公司製「HPC-8000-65T」)。又,將含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆系硬化劑(DIC公司製「LA-7054」、不揮發分60%)的量從8.3份變更成16.6份。進而使用碳黑C(DBP吸收量140cm3/100g、pH=8、平均粒徑20nm)1.5份來替代碳黑A 1.5份。除了以上之事項以外係進行與實施例1相同的操作,從而調製樹脂清漆9。
[比較例2]
不使用活性酯化合物(DIC公司製「HPC-8000-65T」)。又,將含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆系硬化劑(DIC公司製「LA-7054」、不揮發分60%)的量從25份變更成33.3份。進而,使用碳黑C(DBP吸收量140cm3/100g、pH=8、平均粒徑20nm)4份來替代碳黑A 4份。又,將甲基乙基酮的量從20份變更成25份。除了以上之事項以外係進行與實施例3相同的操作,從而調製樹脂清漆10。
[比較例3]
不使用活性酯化合物(DIC公司製「HPC-8000-65T)。又,將含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆系硬化劑(DIC公司製
「LA-7054」、不揮發分60%)的量從8.3份變更成16.6份。進而,使用碳黑C(DBP吸收量140cm3/100g、pH=8、平均粒徑20nm)0.6份來替代碳黑A 1.5份。又,將硬化促進劑(四國化成工業公司製「1B2PZ」)的量從0.3份變更成0.7份。除了以上之事項以外係進行與實施例1相同的操作,從而調製樹脂清漆11。
[比較例4]
不使用活性酯化合物(DIC公司製「HPC-8000-65T」)。又,將含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆系硬化劑(DIC公司製「LA-7054」、不揮發分60%)的量從25份變更成33.3份。進而,使用碳黑C(DBP吸收量140cm3/100g、pH=8、平均粒徑20nm)1.3份來替代碳黑A 4份。又,將甲基乙基酮的量從20份變更成25份。除了以上之事項以外係進行與實施例3相同的操作,從而調製樹脂清漆12。
[比較例5]
使用碳黑C(DBP吸收量140cm3/100g、pH=8、平均粒徑20nm)1.5份來替代碳黑A 1.5份。除了以上之事項以外係進行與實施例1相同的操作,從而調製樹脂清漆13。
準備表面施予脫模處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(LINTEC公司製「PET501010」、厚度50μm)來作為支撐
體。以乾燥後的樹脂組成物層的厚度成為50μm之方式,將實施例及比較例所調製的樹脂清漆均勻地塗佈至該支撐體的脫模面上,並以80℃~120℃(平均100℃)下使其乾燥5分鐘,從而得到寬30cm、長度30cm的樹脂薄片。
一邊照射光一邊使用數位顯微鏡(Keyence公司製「VH-Z20R」),從支撐體側來觀察樹脂薄片,並調查碳黑之凝集物的有無。若有凝集物最大長度超過100μm的凝集物之情形時,則判定為「不良」,若沒有時,則判定為「良」。
準備表面施予脫模處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(LINTEC公司製「PET501010」、厚度50μm)來作為支撐體。以乾燥後的樹脂組成物層的厚度成為100μm之方式,將實施例及比較例所調製的樹脂清漆均勻地塗佈至該支撐體的脫模面上,並以80℃~120℃(平均100℃)進行乾燥5分鐘,從而得到樹脂薄片。
使用分批式真空加壓貼合機(名機公司製「MVLP-500」),以樹脂薄片的樹脂組成物層與覆銅層合板的兩面相接之方式,將該樹脂薄片與覆銅層合板進行層合。層合係於減壓30秒鐘後將氣壓設為13hPa以下,之後,藉由以30秒鐘、100℃、壓力0.74MPa下來使其壓著從而來進行。層合之後,去除支撐體。之後,以100℃、30分,之後以180℃、30分的硬化條件來進行加熱來使樹脂
組成物層硬化,從而形成絕緣層。
使用色差計(KONICA MINOLTA JAPAN,公司製「CR-10」),測定所得到的絕緣層的L*a*b*表色系之座標L*及b*、與白色標準板的L*a*b*表色系之座標L*及b*之間的差ΔL*及Δb*。作為白色標準板係使用氧化鋁製白色板。
準備表面施予脫模處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(LINTEC公司製「PET501010」、厚度50μm)來作為支撐體。以乾燥後的樹脂組成物層的厚度成為100μm之方式,將實施例及比較例所調製的樹脂清漆均勻地塗佈至該支撐體的脫模面上,並以80℃~120℃(平均100℃)進行乾燥5分鐘,從而得到樹脂薄片。
以180℃、90分鐘的烘烤箱來將樹脂薄片進行加熱,使樹脂組成物層熱硬化,從而得到樹脂組成物的硬化物層。從硬化物層將支撐體剝下,並將硬化物層切斷,從而得到寬約5mm、長度約15mm的試片。對於該試片,使用熱機器分析裝置(Rigaku公司製「Thermo Plus TMA8310」),藉以拉伸負載法來進行熱機械分析。詳細而言係將試片安裝在前述熱機械分析裝置後,藉以負載1g、昇溫速度5℃/分的測定條件下,連續進行2次測定。又,於第2次的測定中,算出玻璃轉移溫度Tg(℃)。
準備表面施予脫模處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(LINTEC公司製「PET501010」、厚度50μm)來作為支撐體。以乾燥後的樹脂組成物層的厚度成為100μm之方式,將實施例及比較例所調製的樹脂清漆均勻地塗佈至該支撐體的脫模面上,並以80℃~120℃(平均100℃)進行乾燥5分鐘,從而得到樹脂薄片。
將支撐體剝離後,藉由利用模具來將樹脂組成物層進行壓縮,從而製作測定用顆粒(直徑18mm、1.2g~1.3g)。之後,對於該測定用顆粒,使用動態黏彈性測定裝置(UBM公司製「Rheosol-G3000」)來進行最低熔融黏度的測定。具體而言係對於測定用顆粒1g,使用直徑18mm的平行板,在從開始溫度60℃至200℃的溫度範圍內進行昇溫並測定動態黏彈性率,從而算出最低熔融黏度(poise)。測定條件係設為昇溫速度5℃/分、測定溫度間隔2.5℃、振動頻率1Hz、應變1deg。
將上述之實施例及比較例的結果表示於下述之表中。於下述之表中,各成分之量係表示不揮發成分的質量份。又,於下述之表中,簡稱的意思係如下述般。
CB-A:碳黑A。
CB-B:碳黑B。
CB-C:碳黑C。
CB缺點:碳黑缺點。
如表1及表2可得知般,相較於使用(C)碳黑以外的碳黑的比較例,使用具有指定範圍的DBP吸收量的(C)碳黑的實施例係可得到同程度或更優異的發色、最低熔融黏度及玻璃轉移溫度,進而可抑制因碳黑之凝集所造成的缺點的產生。由該結果可確認,依據本發明可實現在發色、最
低熔融黏度及玻璃轉移溫度等的特性中能取得平衡之同時,可抑制碳黑之凝集的樹脂組成物。
又,本發明人係重複進行上述之實施例1~8的實驗,截至碳黑之凝集物產生為止。其結果,相較於使用碳黑A的實施例1~4及7,使用碳黑B的實施例5、6及8之截至碳黑之凝集物產生所進行的實驗次數為較多。該結果係表示,相較於使用碳黑A,使用碳黑B者有效地抑制了碳黑之凝集,而更加降低了凝集物的產生頻率。
100:半導體晶片封裝體
110:半導體晶片
120:密封層
130:再配線形成層
140:再配線層
150:阻焊劑層
160:凸塊
Claims (15)
- 一種樹脂組成物,其特徵係包含:(A)環氧樹脂;(B)無機填充材,但去除(C)成分;(C)DBP吸收量為130cm3/100g以下的碳黑;及(D)玻璃轉移溫度為30℃以下的高分子樹脂,但去除有機矽化合物;其中,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(A)成分之量為0.5質量%以上30質量%以下,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(B)成分之量為30質量%以上95質量%以下,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(C)成分之量為0.1質量%以上3質量%以下,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(D)成分之量為0.2質量%以上20質量%以下,且(C)成分之pH為1.0以上6.0以下。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,相對於樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(B)成分之量為75質量%以上95質量%以下。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,(A)成分包含(A-1)含有氮的環氧樹脂或具有縮合環構造的環氧樹脂。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,(A)成分包含(A-1)含有氮的環氧樹脂或具有縮合環構造的環氧樹脂、(A-2)在25℃下呈液狀的環氧樹脂、及(A-3)在20℃下呈固體狀的環氧樹脂。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,(D)成分係於分子內具有由聚丁二烯構造、聚伸烷基構造、聚伸烷氧基構造、聚異戊二烯構造、聚異丁烯構造、聚碳酸酯構造及聚丙烯酸構造所成之群中所選出之1種以上的構造。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,(D)成分具有可與(A)成分反應的官能基。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,(D)成分具有由羥基、酸酐基、酚性羥基、環氧基、異氰酸酯基及胺基甲酸酯基所成之群中所選出之1種以上的官能基。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,(D)成分的數平均分子量為4000以上100000以下。
- 如請求項1之樹脂組成物,其係半導體晶片封裝體的絕緣層用樹脂組成物。
- 如請求項1之樹脂組成物,其係半導體密封用的樹脂組成物。
- 一種樹脂薄片,其特徵係具有:支撐體與設置於該支撐體上的樹脂組成物層,該樹脂組成物層包含如請求項1~10中任一項之樹脂組成物。
- 如請求項11之樹脂薄片,其係半導體晶片封裝體的絕緣層用樹脂薄片。
- 一種包含絕緣層的電路基板,其特徵為該絕緣層係藉由如請求項1~10中任一項之樹脂組成物的硬化物所形成者。
- 一種半導體晶片封裝體,其特徵係包含:如請求項13之電路基板與搭載於該電路基板上的半導體晶片。
- 一種半導體晶片封裝體,其特徵係包含:半導體晶片與將前述半導體晶片進行密封的如請求項1~10中任一項之樹脂組成物的硬化物。
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